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Redes I – Ethernet 1 Ethernet (IEEE 802.3) Ethernet (IEEE 802.3) Faculdade de Tecnologia Senac Pelotas Faculdade de Tecnologia Senac Pelotas Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores Prof. Eduardo Maroñas Monks Prof. Eduardo Maroñas Monks Unidade Curricular - Redes I Unidade Curricular - Redes I

Redes I – Ethernet 1 Ethernet (IEEE 802.3) Faculdade de Tecnologia Senac Pelotas Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores Prof. Eduardo Maroñas

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Page 1: Redes I – Ethernet 1 Ethernet (IEEE 802.3) Faculdade de Tecnologia Senac Pelotas Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores Prof. Eduardo Maroñas

Redes I ndash Ethernet 1

Ethernet (IEEE 8023)Ethernet (IEEE 8023)

Faculdade de Tecnologia Senac PelotasFaculdade de Tecnologia Senac Pelotas

Curso Superior de Tecnologia em Redes de ComputadoresCurso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores

Prof Eduardo Marontildeas MonksProf Eduardo Marontildeas Monks

Unidade Curricular - Redes IUnidade Curricular - Redes I

Redes I ndash Ethernet 2

SumaacuterioSumaacuterio

bull Camada de Enlace de Dados Camada de Enlace de Dados

bull Redes EthernetRedes Ethernet

bull ReferecircnciasReferecircncias

Redes I ndash Ethernet 3

Algumas terminologiasAlgumas terminologias Hospedeiros e Hospedeiros e

roteadores satildeo roteadores satildeo noacutesnoacutes Canais de comunicaccedilatildeo Canais de comunicaccedilatildeo

que conectam noacutes que conectam noacutes adjacentes ao longo do adjacentes ao longo do caminho de comunicaccedilatildeo caminho de comunicaccedilatildeo satildeo satildeo enlacesenlaces Enlaces com fioEnlaces com fio Enlaces sem fioEnlaces sem fio LANsLANs

Pacote de camada-2 eacute um Pacote de camada-2 eacute um quadroquadro encapsula o encapsula o datagramadatagrama

Camada de enlace introduccedilatildeo

A camada de enlace tem a responsabilidade de transferir um datagrama de um noacute para o noacute adjacente sobre um enlace

Redes I ndash Ethernet 4

Enquadramento acesso ao enlace Enquadramento acesso ao enlace

Encapsula datagramas em quadros acrescentando Encapsula datagramas em quadros acrescentando cabeccedilalhos e cabeccedilalhos e trailertrailer

Implementa acesso ao canal se o meio eacute compartilhado Implementa acesso ao canal se o meio eacute compartilhado

ldquo ldquoEndereccedilos fiacutesicosrdquo usados nos cabeccedilalhos dos Endereccedilos fiacutesicosrdquo usados nos cabeccedilalhos dos quadros para identificar a fonte e o destino dos quadros para identificar a fonte e o destino dos quadros quadros

Diferente do endereccedilo IPDiferente do endereccedilo IP

Entrega confiaacutevel entre dois equipamentos fisicamente Entrega confiaacutevel entre dois equipamentos fisicamente conectados conectados

Jaacute aprendemos como isso deve ser feito (Capiacutetulo 3)Jaacute aprendemos como isso deve ser feito (Capiacutetulo 3)

Raramente usado em enlaces com baixa taxa de erro Raramente usado em enlaces com baixa taxa de erro (fibra alguns tipos de par de fios tranccedilados de cobre)(fibra alguns tipos de par de fios tranccedilados de cobre)

Enlaces sem fio (wireless) altas taxas de erroEnlaces sem fio (wireless) altas taxas de erro

Serviccedilos da camada de enlace

Redes I ndash Ethernet 5

Controle de fluxo Controle de fluxo

Limitaccedilatildeo da transmissatildeo entre transmissor e receptor Limitaccedilatildeo da transmissatildeo entre transmissor e receptor

Detecccedilatildeo de erros Detecccedilatildeo de erros

Erros causados pela atenuaccedilatildeo do sinal e por ruiacutedos Erros causados pela atenuaccedilatildeo do sinal e por ruiacutedos

O receptor detecta a presenccedila de erros O receptor detecta a presenccedila de erros

Avisa o transmissor para reenviar o quadro perdido Avisa o transmissor para reenviar o quadro perdido

Correccedilatildeo de erros Correccedilatildeo de erros

O receptor identifica O receptor identifica e corrigee corrige o bit com erro(s) sem o bit com erro(s) sem recorrer agrave recorrer agrave retransmissatildeoretransmissatildeo

Half-duplex e full-duplexHalf-duplex e full-duplexbull Com Com half-duplexhalf-duplex os noacutes em ambas as extremidades do enlace os noacutes em ambas as extremidades do enlace

podem transmitir mas natildeo ao mesmo tempopodem transmitir mas natildeo ao mesmo tempobull Full-Duplex ambos os noacutes podem transmitir simultaneamenteFull-Duplex ambos os noacutes podem transmitir simultaneamente

Serviccedilos da camada de enlace

Redes I ndash Ethernet 6

Camada de rede implementada no ldquoadaptadorrdquo (isto eacute NIC)Camada de rede implementada no ldquoadaptadorrdquo (isto eacute NIC) Cartatildeo Ethernet cartatildeo PCMCI cartatildeo 80211Cartatildeo Ethernet cartatildeo PCMCI cartatildeo 80211

Lado transmissorLado transmissor Encapsula o datagrama em um quadroEncapsula o datagrama em um quadro Adiciona bits de verificaccedilatildeo de erro rdt controle de fluxo etcAdiciona bits de verificaccedilatildeo de erro rdt controle de fluxo etc

Lado receptorLado receptor Procura erros rdt controle de fluxo etcProcura erros rdt controle de fluxo etc Extrai o datagrama passa para o lado receptorExtrai o datagrama passa para o lado receptor

Adaptador eacute semi-autocircnomoAdaptador eacute semi-autocircnomo

Camadas de enlace e fiacutesicaCamadas de enlace e fiacutesica

Comunicaccedilatildeo de adaptadores

Redes I ndash Ethernet 7

ObjetivoObjetivo detectar ldquoerrosrdquo (ex bits trocados) num segmento transmitido (nota usado detectar ldquoerrosrdquo (ex bits trocados) num segmento transmitido (nota usado apenasapenas na camada de transporte) na camada de transporte)

TransmissorTransmissor Trata o conteuacutedo de segmentos como sequumlecircncias de nuacutemeros inteiros de 16 bitsTrata o conteuacutedo de segmentos como sequumlecircncias de nuacutemeros inteiros de 16 bits Checksum adiccedilatildeo (soma em complemento de um) do Checksum adiccedilatildeo (soma em complemento de um) do conteuacutedo do segmento conteuacutedo do segmento Transmissor coloca o valor do checksum no campo checksum do UDPTransmissor coloca o valor do checksum no campo checksum do UDP

ReceptorReceptor Computa o checksum do segmento recebidoComputa o checksum do segmento recebido Verifica se o checksum calculado eacute igual ao valor do campo checksumVerifica se o checksum calculado eacute igual ao valor do campo checksum

NAtildeO mdash erro detectadoNAtildeO mdash erro detectado SIM mdash natildeo detectou erro SIM mdash natildeo detectou erro Mas talvez haja erros apesar dissoMas talvez haja erros apesar disso Depoishellip Depoishellip

Checksum da Internet

Exemplo de utilitaacuterio para verificaccedilatildeo de integridade - Exemplo de utilitaacuterio para verificaccedilatildeo de integridade - http1921682003softwarefsumzip

Redes I ndash Ethernet 8

Dois tipos de Dois tipos de enlacesenlaces

Ponto-a-ponto (fio Ponto-a-ponto (fio uacutenico uacutenico ex ex PPPPPP SLIP)SLIP)

Broadcast Broadcast (fio ou (fio ou meio meio compartilhado)compartilhado)

Ethernet Ethernet tradicionaltradicional

Upstream HFCUpstream HFC

80211 LAN sem 80211 LAN sem fiofio

Enlaces de acesso muacuteltiplo e protocolos

The Point-to-Point Protocol (PPP) ndash RFC 1661 - The Point-to-Point Protocol (PPP) ndash RFC 1661 - httpwwwietforgrfcrfc1661txt

Redes I ndash Ethernet 9

Canal de comunicaccedilatildeo uacutenico e compartilhado Canal de comunicaccedilatildeo uacutenico e compartilhado

Duas ou mais transmissotildees simultacircneas pelos noacutes interferecircncia Duas ou mais transmissotildees simultacircneas pelos noacutes interferecircncia

ColisatildeoColisatildeo se um noacute receber dois ou mais sinais ao mesmo tempo se um noacute receber dois ou mais sinais ao mesmo tempo

Protocolo de muacuteltiplo acessoProtocolo de muacuteltiplo acesso

Algoritmo distribuiacutedo que determina como as estaccedilotildees Algoritmo distribuiacutedo que determina como as estaccedilotildees compartilham o canal isto eacute determinam quando cada estaccedilatildeo compartilham o canal isto eacute determinam quando cada estaccedilatildeo pode transmitirpode transmitir

Comunicaccedilatildeo sobre o compartilhamento do canal deve utilizar Comunicaccedilatildeo sobre o compartilhamento do canal deve utilizar o proacuteprio canal o proacuteprio canal Nenhum canal fora-de-banda para coordenaccedilatildeoNenhum canal fora-de-banda para coordenaccedilatildeo

Protocolos de acesso muacuteltiplo

Redes I ndash Ethernet 10

Quando o noacute tem um pacote a enviarQuando o noacute tem um pacote a enviar Transmite com toda a taxa do canal RTransmite com toda a taxa do canal R Natildeo haacute uma regra de coordenaccedilatildeo Natildeo haacute uma regra de coordenaccedilatildeo a prioria priori entre os noacutes entre os noacutes

Dois ou mais noacutes transmitindo -gt ldquocolisatildeordquoDois ou mais noacutes transmitindo -gt ldquocolisatildeordquo

Protocolo MAC de acesso aleatoacuterioProtocolo MAC de acesso aleatoacuterio determina determina Como detectar colisotildeesComo detectar colisotildees Como as estaccedilotildees se recuperam das colisotildees (ex via Como as estaccedilotildees se recuperam das colisotildees (ex via retransmissotildees atrasadas)retransmissotildees atrasadas)

Exemplos de protocolos MAC de acesso aleatoacuterioExemplos de protocolos MAC de acesso aleatoacuterio slotted ALOHAslotted ALOHA ALOHAALOHA CSMA e CSMACDCSMA e CSMACD

Protocolos de acesso aleatoacuterio

Redes I ndash Ethernet 11

CSMACSMA escuta antes de transmitir escuta antes de transmitir

Se o canal parece vazio transmite o pacoteSe o canal parece vazio transmite o pacote

Se o canal estaacute ocupado adia a transmissatildeo Se o canal estaacute ocupado adia a transmissatildeo

Analogia humana natildeo interrompa os outrosAnalogia humana natildeo interrompa os outros

CSMA Carrier Sense Multiple Access

Redes I ndash Ethernet 12

CSMACDCSMACD detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA

Colisotildees Colisotildees detectadasdetectadas num tempo mais curto num tempo mais curto

Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o desperdiacutecio do desperdiacutecio do canal canal Detecccedilatildeo de colisatildeo Detecccedilatildeo de colisatildeo Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal comparaccedilatildeo dos comparaccedilatildeo dos sinais transmitidos e recebidossinais transmitidos e recebidos

Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto transmitindotransmitindo

Analogia humana o ldquobom de papordquo educadoAnalogia humana o ldquobom de papordquo educado

CSMACD (detecccedilatildeo de colisatildeo)

Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute necessaacuterionecessaacuterio

Redes I ndash Ethernet 13

Endereccedilos IP de 32-bit Endereccedilos IP de 32-bit

Endereccedilos da Endereccedilos da camada de rede camada de rede

Usados para levar o datagrama ateacute a rede de Usados para levar o datagrama ateacute a rede de destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)

Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico) Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico)

Usado para levar o datagrama de uma interface Usado para levar o datagrama de uma interface fiacutesica a outra fisicamente conectada com a fiacutesica a outra fisicamente conectada com a primeira (isto eacute na mesma rede) primeira (isto eacute na mesma rede)

Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de rederede

Endereccedilos de LAN e ARP

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A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo IEEEIEEE

O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo MAC (para assegurar a unicidade)MAC (para assegurar a unicidade)

AnalogiaAnalogia

(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG

(b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal (b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal

Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade

Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede para outra sem para outra sem reconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MACreconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MAC

Endereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevelEndereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevel

Depende da rede na qual se estaacute ligadoDepende da rede na qual se estaacute ligado

Endereccedilos de LAN (mais)

Redes I ndash Ethernet 15

Questatildeo como determinar o endereccedilo MAC de Bdado o endereccedilo IP de B Cada noacute IP (hospedeiro roteador) numa LAN tem um moacutedulo e uma tabela ARP Tabela ARP mapeamento de endereccedilos IPMAC para alguns noacutes da LAN lt endereccedilo IP endereccedilo MAC TTLgt

lt IP address MAC address TTLgt TTL (Time To Live) tempo depois do qual o mapeamento de endereccedilos seraacute esquecido (tipicamente 20 min)

ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)

Redes I ndash Ethernet 16

bullARP ARP (Address Resolution Protocol)(Address Resolution Protocol)bullProtocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo Protocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo

MAC correspondente ao endereccedilos IPMAC correspondente ao endereccedilos IPbullUtiliza transmissotildees em broadcastUtiliza transmissotildees em broadcast bullNecessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais Necessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais

(diretamente conectados) e entre hosts em (diretamente conectados) e entre hosts em diferentes redes (gateway)diferentes redes (gateway)

ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)

Redes I ndash Ethernet 17

Destino na mesma LANDestino na mesma LANDestino em outra LANDestino em outra LAN

Protocolo ARP

Redes I ndash Ethernet 18

Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo

Barato R$20 por 100 MbitsBarato R$20 por 100 Mbits

Primeira tecnologia de LAN largamente usadaPrimeira tecnologia de LAN largamente usada

Mais simples e mais barata que LANs com token e ATMMais simples e mais barata que LANs com token e ATM

Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (40Gbits e 100Gbits40Gbits e 100Gbits))

esboccedilo da Ethernetpor Bob Metcalfe

Ethernet (padratildeo IEEE 8023)

Redes I ndash Ethernet 19

Ethernet - Exemplo

Redes I ndash Ethernet 20

PadratildeoPadratildeo AnoAno FunccedilatildeoFunccedilatildeo

Exp EthernetExp Ethernet 19721972 294 Mbits - barramento de cabo coaxial294 Mbits - barramento de cabo coaxial

Ethernet II (DIX Ethernet II (DIX V20)V20)

19821982 10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)

IEEE 8023IEEE 8023 19831983 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC segue ao cabeccedilalho 8023)segue ao cabeccedilalho 8023)

IEEE 8023aIEEE 8023a 19851985 10BASE2 - Chipernet10BASE2 - Chipernet

IEEE 8023bIEEE 8023b 19851985 10BROAD3610BROAD36

IEEE 8023cIEEE 8023c 19851985 10Mbits repeater specification10Mbits repeater specification

IEEE 8023dIEEE 8023d 19871987 FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)

IEEE 8023eIEEE 8023e 19871987 1BASE5 Star LAN1BASE5 Star LAN

IEEE 8023iIEEE 8023i 19901990 10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair

IEEE 8023jIEEE 8023j 19931993 10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic

IEEE 8023uIEEE 8023u 19951995 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto sensesense

IEEE 8023xIEEE 8023x 19971997 Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)

IEEE 8023yIEEE 8023y 19981998 100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair

IEEE 8023zIEEE 8023z 19981998 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic

IEEE 8023 - 1998IEEE 8023 - 1998 19981998 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

Ethernet ndash Histoacuterico dos padrotildees

Redes I ndash Ethernet 21

IEEE 8023abIEEE 8023ab 19981998 1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado

IEEE 8023acIEEE 8023ac 19991999 Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade do 8021p do 8021p

IEEE 8023adIEEE 8023ad 20002000 Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link aggregation)aggregation)

IEEE 8023 - 2002IEEE 8023 - 2002 20022002 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

IEEE 8023aeIEEE 8023ae 20032003 10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -EW)EW)

IEEE 8023afIEEE 8023af 20032003 Power over EthernetPower over Ethernet

IEEE 8023ahIEEE 8023ah 20042004 Ethernet in the First (or last) mileEthernet in the First (or last) mile

IEEE 8023akIEEE 8023ak 20042004 10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable

IEEE 8023 - 2005IEEE 8023 - 2005 20052005 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

IEEE 8023anIEEE 8023an 20062006 10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)

IEEE 8023apIEEE 8023ap ExpExp Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Gbits)Gbits)

IEEE 8023aqIEEE 8023aq ExpExp 10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber

IEEE 8023arIEEE 8023ar ExpExp Congestion ManagementCongestion Management

IEEE 8023asIEEE 8023as ExpExp Frame ExpansionFrame Expansion

IEEE 8023atIEEE 8023at ExpExp Power over Ethernet enhancementsPower over Ethernet enhancements

IEEE 8023auIEEE 8023au ExpExp Isolation Requeriments for power over EthernetIsolation Requeriments for power over Ethernet

IEEE 8023avIEEE 8023av EstdoEstdo 10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)

Ethernet - ndash Histoacuterico dos padrotildees

Redes I ndash Ethernet 22

Topologia de bus popular em meados dos anos 90Topologia de bus popular em meados dos anos 90

Agora a topologia em estrela prevaleceAgora a topologia em estrela prevalece

Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)

Topologia em estrela

Redes I ndash Ethernet 23

Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro pacote de protocolo da camada de rede) num pacote de protocolo da camada de rede) num quadro Ethernetquadro Ethernet

PreacircmbuloPreacircmbulo

bull 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 1010101110101011

bull usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do receptorreceptor

Estrutura do quadro Ethernet

Redes I ndash Ethernet 24

EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes

Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede

TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)

CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado

Estrutura do quadro Ethernet

Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml

Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find

Redes I ndash Ethernet 25

bull Quadro EthernetQuadro Ethernet

Estrutura do quadro Ethernet

Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes

Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes

O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs

Redes I ndash Ethernet 26

bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast

bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast

bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast

bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos

ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes

Estrutura do quadro Ethernet

Redes I ndash Ethernet 27

Tipos de Transmissatildeo

bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)

receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-

FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF

Redes I ndash Ethernet 28

Tipos de Transmissatildeo

bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255

bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E

bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast

(RFC 1112) (RFC 1112)

bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0

RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt

IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator

Redes I ndash Ethernet 29

Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense

O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection

Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access

Ethernet usa CSMACD

Redes I ndash Ethernet 30

1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro

2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite

3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida

4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal

5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2

Algoritmo CSMACD da Ethernet

Redes I ndash Ethernet 31

Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa

Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit

Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023

Ethernet CSMACD

Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml

Redes I ndash Ethernet 32

bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo

bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas

11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex

bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)

Autonegociaccedilatildeo (NWay)

Redes I ndash Ethernet 33

bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado

bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc

bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto

bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X

Auto MDIMDI-X

Redes I ndash Ethernet 34

Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees

Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica

bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023

bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado

ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet

Redes I ndash Ethernet 35

10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais

ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela

bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo

bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo

ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex

bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex

Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml

Redes I ndash Ethernet 36

100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo

ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T

ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado

ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos

bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado

Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml

Redes I ndash Ethernet 37

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior

ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits

Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-

8100aspx8100aspx

Redes I ndash Ethernet 38

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T

Redes I ndash Ethernet 39

1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX

bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem

ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico

bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal

ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)

Redes I ndash Ethernet 40

Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10

Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN

bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui

ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra

bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits

Redes I ndash Ethernet 41

Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees

Hubs

Redes I ndash Ethernet 42

Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN

Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes

No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo

Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT

Interconexatildeo com hubs

Redes I ndash Ethernet 43

Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet

Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino

Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento

TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches

Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados

Switch

Redes I ndash Ethernet 44

Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento

Encaminhamento

Redes I ndash Ethernet 45

Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch

(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)

Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)

Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces

Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega

Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela

Self learning (auto-aprendizado)

Redes I ndash Ethernet 46

Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro

indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino

if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen

ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro

elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada

elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou

Filtragemencaminhamento

Redes I ndash Ethernet 47

Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D

Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro

para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3

Quadro recebido por D Quadro recebido por D

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEG

1123

12 3

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

Redes I ndash Ethernet 50

Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

Redes I ndash Ethernet 56

Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004

bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8

Page 2: Redes I – Ethernet 1 Ethernet (IEEE 802.3) Faculdade de Tecnologia Senac Pelotas Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores Prof. Eduardo Maroñas

Redes I ndash Ethernet 2

SumaacuterioSumaacuterio

bull Camada de Enlace de Dados Camada de Enlace de Dados

bull Redes EthernetRedes Ethernet

bull ReferecircnciasReferecircncias

Redes I ndash Ethernet 3

Algumas terminologiasAlgumas terminologias Hospedeiros e Hospedeiros e

roteadores satildeo roteadores satildeo noacutesnoacutes Canais de comunicaccedilatildeo Canais de comunicaccedilatildeo

que conectam noacutes que conectam noacutes adjacentes ao longo do adjacentes ao longo do caminho de comunicaccedilatildeo caminho de comunicaccedilatildeo satildeo satildeo enlacesenlaces Enlaces com fioEnlaces com fio Enlaces sem fioEnlaces sem fio LANsLANs

Pacote de camada-2 eacute um Pacote de camada-2 eacute um quadroquadro encapsula o encapsula o datagramadatagrama

Camada de enlace introduccedilatildeo

A camada de enlace tem a responsabilidade de transferir um datagrama de um noacute para o noacute adjacente sobre um enlace

Redes I ndash Ethernet 4

Enquadramento acesso ao enlace Enquadramento acesso ao enlace

Encapsula datagramas em quadros acrescentando Encapsula datagramas em quadros acrescentando cabeccedilalhos e cabeccedilalhos e trailertrailer

Implementa acesso ao canal se o meio eacute compartilhado Implementa acesso ao canal se o meio eacute compartilhado

ldquo ldquoEndereccedilos fiacutesicosrdquo usados nos cabeccedilalhos dos Endereccedilos fiacutesicosrdquo usados nos cabeccedilalhos dos quadros para identificar a fonte e o destino dos quadros para identificar a fonte e o destino dos quadros quadros

Diferente do endereccedilo IPDiferente do endereccedilo IP

Entrega confiaacutevel entre dois equipamentos fisicamente Entrega confiaacutevel entre dois equipamentos fisicamente conectados conectados

Jaacute aprendemos como isso deve ser feito (Capiacutetulo 3)Jaacute aprendemos como isso deve ser feito (Capiacutetulo 3)

Raramente usado em enlaces com baixa taxa de erro Raramente usado em enlaces com baixa taxa de erro (fibra alguns tipos de par de fios tranccedilados de cobre)(fibra alguns tipos de par de fios tranccedilados de cobre)

Enlaces sem fio (wireless) altas taxas de erroEnlaces sem fio (wireless) altas taxas de erro

Serviccedilos da camada de enlace

Redes I ndash Ethernet 5

Controle de fluxo Controle de fluxo

Limitaccedilatildeo da transmissatildeo entre transmissor e receptor Limitaccedilatildeo da transmissatildeo entre transmissor e receptor

Detecccedilatildeo de erros Detecccedilatildeo de erros

Erros causados pela atenuaccedilatildeo do sinal e por ruiacutedos Erros causados pela atenuaccedilatildeo do sinal e por ruiacutedos

O receptor detecta a presenccedila de erros O receptor detecta a presenccedila de erros

Avisa o transmissor para reenviar o quadro perdido Avisa o transmissor para reenviar o quadro perdido

Correccedilatildeo de erros Correccedilatildeo de erros

O receptor identifica O receptor identifica e corrigee corrige o bit com erro(s) sem o bit com erro(s) sem recorrer agrave recorrer agrave retransmissatildeoretransmissatildeo

Half-duplex e full-duplexHalf-duplex e full-duplexbull Com Com half-duplexhalf-duplex os noacutes em ambas as extremidades do enlace os noacutes em ambas as extremidades do enlace

podem transmitir mas natildeo ao mesmo tempopodem transmitir mas natildeo ao mesmo tempobull Full-Duplex ambos os noacutes podem transmitir simultaneamenteFull-Duplex ambos os noacutes podem transmitir simultaneamente

Serviccedilos da camada de enlace

Redes I ndash Ethernet 6

Camada de rede implementada no ldquoadaptadorrdquo (isto eacute NIC)Camada de rede implementada no ldquoadaptadorrdquo (isto eacute NIC) Cartatildeo Ethernet cartatildeo PCMCI cartatildeo 80211Cartatildeo Ethernet cartatildeo PCMCI cartatildeo 80211

Lado transmissorLado transmissor Encapsula o datagrama em um quadroEncapsula o datagrama em um quadro Adiciona bits de verificaccedilatildeo de erro rdt controle de fluxo etcAdiciona bits de verificaccedilatildeo de erro rdt controle de fluxo etc

Lado receptorLado receptor Procura erros rdt controle de fluxo etcProcura erros rdt controle de fluxo etc Extrai o datagrama passa para o lado receptorExtrai o datagrama passa para o lado receptor

Adaptador eacute semi-autocircnomoAdaptador eacute semi-autocircnomo

Camadas de enlace e fiacutesicaCamadas de enlace e fiacutesica

Comunicaccedilatildeo de adaptadores

Redes I ndash Ethernet 7

ObjetivoObjetivo detectar ldquoerrosrdquo (ex bits trocados) num segmento transmitido (nota usado detectar ldquoerrosrdquo (ex bits trocados) num segmento transmitido (nota usado apenasapenas na camada de transporte) na camada de transporte)

TransmissorTransmissor Trata o conteuacutedo de segmentos como sequumlecircncias de nuacutemeros inteiros de 16 bitsTrata o conteuacutedo de segmentos como sequumlecircncias de nuacutemeros inteiros de 16 bits Checksum adiccedilatildeo (soma em complemento de um) do Checksum adiccedilatildeo (soma em complemento de um) do conteuacutedo do segmento conteuacutedo do segmento Transmissor coloca o valor do checksum no campo checksum do UDPTransmissor coloca o valor do checksum no campo checksum do UDP

ReceptorReceptor Computa o checksum do segmento recebidoComputa o checksum do segmento recebido Verifica se o checksum calculado eacute igual ao valor do campo checksumVerifica se o checksum calculado eacute igual ao valor do campo checksum

NAtildeO mdash erro detectadoNAtildeO mdash erro detectado SIM mdash natildeo detectou erro SIM mdash natildeo detectou erro Mas talvez haja erros apesar dissoMas talvez haja erros apesar disso Depoishellip Depoishellip

Checksum da Internet

Exemplo de utilitaacuterio para verificaccedilatildeo de integridade - Exemplo de utilitaacuterio para verificaccedilatildeo de integridade - http1921682003softwarefsumzip

Redes I ndash Ethernet 8

Dois tipos de Dois tipos de enlacesenlaces

Ponto-a-ponto (fio Ponto-a-ponto (fio uacutenico uacutenico ex ex PPPPPP SLIP)SLIP)

Broadcast Broadcast (fio ou (fio ou meio meio compartilhado)compartilhado)

Ethernet Ethernet tradicionaltradicional

Upstream HFCUpstream HFC

80211 LAN sem 80211 LAN sem fiofio

Enlaces de acesso muacuteltiplo e protocolos

The Point-to-Point Protocol (PPP) ndash RFC 1661 - The Point-to-Point Protocol (PPP) ndash RFC 1661 - httpwwwietforgrfcrfc1661txt

Redes I ndash Ethernet 9

Canal de comunicaccedilatildeo uacutenico e compartilhado Canal de comunicaccedilatildeo uacutenico e compartilhado

Duas ou mais transmissotildees simultacircneas pelos noacutes interferecircncia Duas ou mais transmissotildees simultacircneas pelos noacutes interferecircncia

ColisatildeoColisatildeo se um noacute receber dois ou mais sinais ao mesmo tempo se um noacute receber dois ou mais sinais ao mesmo tempo

Protocolo de muacuteltiplo acessoProtocolo de muacuteltiplo acesso

Algoritmo distribuiacutedo que determina como as estaccedilotildees Algoritmo distribuiacutedo que determina como as estaccedilotildees compartilham o canal isto eacute determinam quando cada estaccedilatildeo compartilham o canal isto eacute determinam quando cada estaccedilatildeo pode transmitirpode transmitir

Comunicaccedilatildeo sobre o compartilhamento do canal deve utilizar Comunicaccedilatildeo sobre o compartilhamento do canal deve utilizar o proacuteprio canal o proacuteprio canal Nenhum canal fora-de-banda para coordenaccedilatildeoNenhum canal fora-de-banda para coordenaccedilatildeo

Protocolos de acesso muacuteltiplo

Redes I ndash Ethernet 10

Quando o noacute tem um pacote a enviarQuando o noacute tem um pacote a enviar Transmite com toda a taxa do canal RTransmite com toda a taxa do canal R Natildeo haacute uma regra de coordenaccedilatildeo Natildeo haacute uma regra de coordenaccedilatildeo a prioria priori entre os noacutes entre os noacutes

Dois ou mais noacutes transmitindo -gt ldquocolisatildeordquoDois ou mais noacutes transmitindo -gt ldquocolisatildeordquo

Protocolo MAC de acesso aleatoacuterioProtocolo MAC de acesso aleatoacuterio determina determina Como detectar colisotildeesComo detectar colisotildees Como as estaccedilotildees se recuperam das colisotildees (ex via Como as estaccedilotildees se recuperam das colisotildees (ex via retransmissotildees atrasadas)retransmissotildees atrasadas)

Exemplos de protocolos MAC de acesso aleatoacuterioExemplos de protocolos MAC de acesso aleatoacuterio slotted ALOHAslotted ALOHA ALOHAALOHA CSMA e CSMACDCSMA e CSMACD

Protocolos de acesso aleatoacuterio

Redes I ndash Ethernet 11

CSMACSMA escuta antes de transmitir escuta antes de transmitir

Se o canal parece vazio transmite o pacoteSe o canal parece vazio transmite o pacote

Se o canal estaacute ocupado adia a transmissatildeo Se o canal estaacute ocupado adia a transmissatildeo

Analogia humana natildeo interrompa os outrosAnalogia humana natildeo interrompa os outros

CSMA Carrier Sense Multiple Access

Redes I ndash Ethernet 12

CSMACDCSMACD detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA

Colisotildees Colisotildees detectadasdetectadas num tempo mais curto num tempo mais curto

Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o desperdiacutecio do desperdiacutecio do canal canal Detecccedilatildeo de colisatildeo Detecccedilatildeo de colisatildeo Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal comparaccedilatildeo dos comparaccedilatildeo dos sinais transmitidos e recebidossinais transmitidos e recebidos

Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto transmitindotransmitindo

Analogia humana o ldquobom de papordquo educadoAnalogia humana o ldquobom de papordquo educado

CSMACD (detecccedilatildeo de colisatildeo)

Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute necessaacuterionecessaacuterio

Redes I ndash Ethernet 13

Endereccedilos IP de 32-bit Endereccedilos IP de 32-bit

Endereccedilos da Endereccedilos da camada de rede camada de rede

Usados para levar o datagrama ateacute a rede de Usados para levar o datagrama ateacute a rede de destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)

Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico) Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico)

Usado para levar o datagrama de uma interface Usado para levar o datagrama de uma interface fiacutesica a outra fisicamente conectada com a fiacutesica a outra fisicamente conectada com a primeira (isto eacute na mesma rede) primeira (isto eacute na mesma rede)

Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de rederede

Endereccedilos de LAN e ARP

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A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo IEEEIEEE

O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo MAC (para assegurar a unicidade)MAC (para assegurar a unicidade)

AnalogiaAnalogia

(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG

(b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal (b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal

Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade

Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede para outra sem para outra sem reconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MACreconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MAC

Endereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevelEndereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevel

Depende da rede na qual se estaacute ligadoDepende da rede na qual se estaacute ligado

Endereccedilos de LAN (mais)

Redes I ndash Ethernet 15

Questatildeo como determinar o endereccedilo MAC de Bdado o endereccedilo IP de B Cada noacute IP (hospedeiro roteador) numa LAN tem um moacutedulo e uma tabela ARP Tabela ARP mapeamento de endereccedilos IPMAC para alguns noacutes da LAN lt endereccedilo IP endereccedilo MAC TTLgt

lt IP address MAC address TTLgt TTL (Time To Live) tempo depois do qual o mapeamento de endereccedilos seraacute esquecido (tipicamente 20 min)

ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)

Redes I ndash Ethernet 16

bullARP ARP (Address Resolution Protocol)(Address Resolution Protocol)bullProtocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo Protocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo

MAC correspondente ao endereccedilos IPMAC correspondente ao endereccedilos IPbullUtiliza transmissotildees em broadcastUtiliza transmissotildees em broadcast bullNecessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais Necessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais

(diretamente conectados) e entre hosts em (diretamente conectados) e entre hosts em diferentes redes (gateway)diferentes redes (gateway)

ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)

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Destino na mesma LANDestino na mesma LANDestino em outra LANDestino em outra LAN

Protocolo ARP

Redes I ndash Ethernet 18

Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo

Barato R$20 por 100 MbitsBarato R$20 por 100 Mbits

Primeira tecnologia de LAN largamente usadaPrimeira tecnologia de LAN largamente usada

Mais simples e mais barata que LANs com token e ATMMais simples e mais barata que LANs com token e ATM

Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (40Gbits e 100Gbits40Gbits e 100Gbits))

esboccedilo da Ethernetpor Bob Metcalfe

Ethernet (padratildeo IEEE 8023)

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Ethernet - Exemplo

Redes I ndash Ethernet 20

PadratildeoPadratildeo AnoAno FunccedilatildeoFunccedilatildeo

Exp EthernetExp Ethernet 19721972 294 Mbits - barramento de cabo coaxial294 Mbits - barramento de cabo coaxial

Ethernet II (DIX Ethernet II (DIX V20)V20)

19821982 10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)

IEEE 8023IEEE 8023 19831983 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC segue ao cabeccedilalho 8023)segue ao cabeccedilalho 8023)

IEEE 8023aIEEE 8023a 19851985 10BASE2 - Chipernet10BASE2 - Chipernet

IEEE 8023bIEEE 8023b 19851985 10BROAD3610BROAD36

IEEE 8023cIEEE 8023c 19851985 10Mbits repeater specification10Mbits repeater specification

IEEE 8023dIEEE 8023d 19871987 FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)

IEEE 8023eIEEE 8023e 19871987 1BASE5 Star LAN1BASE5 Star LAN

IEEE 8023iIEEE 8023i 19901990 10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair

IEEE 8023jIEEE 8023j 19931993 10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic

IEEE 8023uIEEE 8023u 19951995 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto sensesense

IEEE 8023xIEEE 8023x 19971997 Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)

IEEE 8023yIEEE 8023y 19981998 100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair

IEEE 8023zIEEE 8023z 19981998 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic

IEEE 8023 - 1998IEEE 8023 - 1998 19981998 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

Ethernet ndash Histoacuterico dos padrotildees

Redes I ndash Ethernet 21

IEEE 8023abIEEE 8023ab 19981998 1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado

IEEE 8023acIEEE 8023ac 19991999 Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade do 8021p do 8021p

IEEE 8023adIEEE 8023ad 20002000 Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link aggregation)aggregation)

IEEE 8023 - 2002IEEE 8023 - 2002 20022002 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

IEEE 8023aeIEEE 8023ae 20032003 10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -EW)EW)

IEEE 8023afIEEE 8023af 20032003 Power over EthernetPower over Ethernet

IEEE 8023ahIEEE 8023ah 20042004 Ethernet in the First (or last) mileEthernet in the First (or last) mile

IEEE 8023akIEEE 8023ak 20042004 10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable

IEEE 8023 - 2005IEEE 8023 - 2005 20052005 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

IEEE 8023anIEEE 8023an 20062006 10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)

IEEE 8023apIEEE 8023ap ExpExp Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Gbits)Gbits)

IEEE 8023aqIEEE 8023aq ExpExp 10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber

IEEE 8023arIEEE 8023ar ExpExp Congestion ManagementCongestion Management

IEEE 8023asIEEE 8023as ExpExp Frame ExpansionFrame Expansion

IEEE 8023atIEEE 8023at ExpExp Power over Ethernet enhancementsPower over Ethernet enhancements

IEEE 8023auIEEE 8023au ExpExp Isolation Requeriments for power over EthernetIsolation Requeriments for power over Ethernet

IEEE 8023avIEEE 8023av EstdoEstdo 10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)

Ethernet - ndash Histoacuterico dos padrotildees

Redes I ndash Ethernet 22

Topologia de bus popular em meados dos anos 90Topologia de bus popular em meados dos anos 90

Agora a topologia em estrela prevaleceAgora a topologia em estrela prevalece

Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)

Topologia em estrela

Redes I ndash Ethernet 23

Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro pacote de protocolo da camada de rede) num pacote de protocolo da camada de rede) num quadro Ethernetquadro Ethernet

PreacircmbuloPreacircmbulo

bull 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 1010101110101011

bull usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do receptorreceptor

Estrutura do quadro Ethernet

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EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes

Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede

TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)

CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado

Estrutura do quadro Ethernet

Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml

Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find

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bull Quadro EthernetQuadro Ethernet

Estrutura do quadro Ethernet

Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes

Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes

O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs

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bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast

bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast

bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast

bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos

ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes

Estrutura do quadro Ethernet

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Tipos de Transmissatildeo

bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)

receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-

FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF

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Tipos de Transmissatildeo

bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255

bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E

bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast

(RFC 1112) (RFC 1112)

bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0

RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt

IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator

Redes I ndash Ethernet 29

Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense

O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection

Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access

Ethernet usa CSMACD

Redes I ndash Ethernet 30

1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro

2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite

3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida

4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal

5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2

Algoritmo CSMACD da Ethernet

Redes I ndash Ethernet 31

Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa

Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit

Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023

Ethernet CSMACD

Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml

Redes I ndash Ethernet 32

bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo

bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas

11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex

bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)

Autonegociaccedilatildeo (NWay)

Redes I ndash Ethernet 33

bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado

bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc

bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto

bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X

Auto MDIMDI-X

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Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees

Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica

bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023

bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado

ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet

Redes I ndash Ethernet 35

10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais

ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela

bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo

bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo

ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex

bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex

Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml

Redes I ndash Ethernet 36

100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo

ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T

ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado

ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos

bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado

Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml

Redes I ndash Ethernet 37

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior

ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits

Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-

8100aspx8100aspx

Redes I ndash Ethernet 38

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T

Redes I ndash Ethernet 39

1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX

bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem

ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico

bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal

ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)

Redes I ndash Ethernet 40

Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10

Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN

bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui

ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra

bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits

Redes I ndash Ethernet 41

Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees

Hubs

Redes I ndash Ethernet 42

Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN

Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes

No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo

Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT

Interconexatildeo com hubs

Redes I ndash Ethernet 43

Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet

Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino

Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento

TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches

Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados

Switch

Redes I ndash Ethernet 44

Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento

Encaminhamento

Redes I ndash Ethernet 45

Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch

(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)

Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)

Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces

Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega

Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela

Self learning (auto-aprendizado)

Redes I ndash Ethernet 46

Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro

indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino

if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen

ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro

elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada

elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou

Filtragemencaminhamento

Redes I ndash Ethernet 47

Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D

Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro

para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3

Quadro recebido por D Quadro recebido por D

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEG

1123

12 3

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

Redes I ndash Ethernet 50

Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

Redes I ndash Ethernet 56

Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004

bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8

Page 3: Redes I – Ethernet 1 Ethernet (IEEE 802.3) Faculdade de Tecnologia Senac Pelotas Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores Prof. Eduardo Maroñas

Redes I ndash Ethernet 3

Algumas terminologiasAlgumas terminologias Hospedeiros e Hospedeiros e

roteadores satildeo roteadores satildeo noacutesnoacutes Canais de comunicaccedilatildeo Canais de comunicaccedilatildeo

que conectam noacutes que conectam noacutes adjacentes ao longo do adjacentes ao longo do caminho de comunicaccedilatildeo caminho de comunicaccedilatildeo satildeo satildeo enlacesenlaces Enlaces com fioEnlaces com fio Enlaces sem fioEnlaces sem fio LANsLANs

Pacote de camada-2 eacute um Pacote de camada-2 eacute um quadroquadro encapsula o encapsula o datagramadatagrama

Camada de enlace introduccedilatildeo

A camada de enlace tem a responsabilidade de transferir um datagrama de um noacute para o noacute adjacente sobre um enlace

Redes I ndash Ethernet 4

Enquadramento acesso ao enlace Enquadramento acesso ao enlace

Encapsula datagramas em quadros acrescentando Encapsula datagramas em quadros acrescentando cabeccedilalhos e cabeccedilalhos e trailertrailer

Implementa acesso ao canal se o meio eacute compartilhado Implementa acesso ao canal se o meio eacute compartilhado

ldquo ldquoEndereccedilos fiacutesicosrdquo usados nos cabeccedilalhos dos Endereccedilos fiacutesicosrdquo usados nos cabeccedilalhos dos quadros para identificar a fonte e o destino dos quadros para identificar a fonte e o destino dos quadros quadros

Diferente do endereccedilo IPDiferente do endereccedilo IP

Entrega confiaacutevel entre dois equipamentos fisicamente Entrega confiaacutevel entre dois equipamentos fisicamente conectados conectados

Jaacute aprendemos como isso deve ser feito (Capiacutetulo 3)Jaacute aprendemos como isso deve ser feito (Capiacutetulo 3)

Raramente usado em enlaces com baixa taxa de erro Raramente usado em enlaces com baixa taxa de erro (fibra alguns tipos de par de fios tranccedilados de cobre)(fibra alguns tipos de par de fios tranccedilados de cobre)

Enlaces sem fio (wireless) altas taxas de erroEnlaces sem fio (wireless) altas taxas de erro

Serviccedilos da camada de enlace

Redes I ndash Ethernet 5

Controle de fluxo Controle de fluxo

Limitaccedilatildeo da transmissatildeo entre transmissor e receptor Limitaccedilatildeo da transmissatildeo entre transmissor e receptor

Detecccedilatildeo de erros Detecccedilatildeo de erros

Erros causados pela atenuaccedilatildeo do sinal e por ruiacutedos Erros causados pela atenuaccedilatildeo do sinal e por ruiacutedos

O receptor detecta a presenccedila de erros O receptor detecta a presenccedila de erros

Avisa o transmissor para reenviar o quadro perdido Avisa o transmissor para reenviar o quadro perdido

Correccedilatildeo de erros Correccedilatildeo de erros

O receptor identifica O receptor identifica e corrigee corrige o bit com erro(s) sem o bit com erro(s) sem recorrer agrave recorrer agrave retransmissatildeoretransmissatildeo

Half-duplex e full-duplexHalf-duplex e full-duplexbull Com Com half-duplexhalf-duplex os noacutes em ambas as extremidades do enlace os noacutes em ambas as extremidades do enlace

podem transmitir mas natildeo ao mesmo tempopodem transmitir mas natildeo ao mesmo tempobull Full-Duplex ambos os noacutes podem transmitir simultaneamenteFull-Duplex ambos os noacutes podem transmitir simultaneamente

Serviccedilos da camada de enlace

Redes I ndash Ethernet 6

Camada de rede implementada no ldquoadaptadorrdquo (isto eacute NIC)Camada de rede implementada no ldquoadaptadorrdquo (isto eacute NIC) Cartatildeo Ethernet cartatildeo PCMCI cartatildeo 80211Cartatildeo Ethernet cartatildeo PCMCI cartatildeo 80211

Lado transmissorLado transmissor Encapsula o datagrama em um quadroEncapsula o datagrama em um quadro Adiciona bits de verificaccedilatildeo de erro rdt controle de fluxo etcAdiciona bits de verificaccedilatildeo de erro rdt controle de fluxo etc

Lado receptorLado receptor Procura erros rdt controle de fluxo etcProcura erros rdt controle de fluxo etc Extrai o datagrama passa para o lado receptorExtrai o datagrama passa para o lado receptor

Adaptador eacute semi-autocircnomoAdaptador eacute semi-autocircnomo

Camadas de enlace e fiacutesicaCamadas de enlace e fiacutesica

Comunicaccedilatildeo de adaptadores

Redes I ndash Ethernet 7

ObjetivoObjetivo detectar ldquoerrosrdquo (ex bits trocados) num segmento transmitido (nota usado detectar ldquoerrosrdquo (ex bits trocados) num segmento transmitido (nota usado apenasapenas na camada de transporte) na camada de transporte)

TransmissorTransmissor Trata o conteuacutedo de segmentos como sequumlecircncias de nuacutemeros inteiros de 16 bitsTrata o conteuacutedo de segmentos como sequumlecircncias de nuacutemeros inteiros de 16 bits Checksum adiccedilatildeo (soma em complemento de um) do Checksum adiccedilatildeo (soma em complemento de um) do conteuacutedo do segmento conteuacutedo do segmento Transmissor coloca o valor do checksum no campo checksum do UDPTransmissor coloca o valor do checksum no campo checksum do UDP

ReceptorReceptor Computa o checksum do segmento recebidoComputa o checksum do segmento recebido Verifica se o checksum calculado eacute igual ao valor do campo checksumVerifica se o checksum calculado eacute igual ao valor do campo checksum

NAtildeO mdash erro detectadoNAtildeO mdash erro detectado SIM mdash natildeo detectou erro SIM mdash natildeo detectou erro Mas talvez haja erros apesar dissoMas talvez haja erros apesar disso Depoishellip Depoishellip

Checksum da Internet

Exemplo de utilitaacuterio para verificaccedilatildeo de integridade - Exemplo de utilitaacuterio para verificaccedilatildeo de integridade - http1921682003softwarefsumzip

Redes I ndash Ethernet 8

Dois tipos de Dois tipos de enlacesenlaces

Ponto-a-ponto (fio Ponto-a-ponto (fio uacutenico uacutenico ex ex PPPPPP SLIP)SLIP)

Broadcast Broadcast (fio ou (fio ou meio meio compartilhado)compartilhado)

Ethernet Ethernet tradicionaltradicional

Upstream HFCUpstream HFC

80211 LAN sem 80211 LAN sem fiofio

Enlaces de acesso muacuteltiplo e protocolos

The Point-to-Point Protocol (PPP) ndash RFC 1661 - The Point-to-Point Protocol (PPP) ndash RFC 1661 - httpwwwietforgrfcrfc1661txt

Redes I ndash Ethernet 9

Canal de comunicaccedilatildeo uacutenico e compartilhado Canal de comunicaccedilatildeo uacutenico e compartilhado

Duas ou mais transmissotildees simultacircneas pelos noacutes interferecircncia Duas ou mais transmissotildees simultacircneas pelos noacutes interferecircncia

ColisatildeoColisatildeo se um noacute receber dois ou mais sinais ao mesmo tempo se um noacute receber dois ou mais sinais ao mesmo tempo

Protocolo de muacuteltiplo acessoProtocolo de muacuteltiplo acesso

Algoritmo distribuiacutedo que determina como as estaccedilotildees Algoritmo distribuiacutedo que determina como as estaccedilotildees compartilham o canal isto eacute determinam quando cada estaccedilatildeo compartilham o canal isto eacute determinam quando cada estaccedilatildeo pode transmitirpode transmitir

Comunicaccedilatildeo sobre o compartilhamento do canal deve utilizar Comunicaccedilatildeo sobre o compartilhamento do canal deve utilizar o proacuteprio canal o proacuteprio canal Nenhum canal fora-de-banda para coordenaccedilatildeoNenhum canal fora-de-banda para coordenaccedilatildeo

Protocolos de acesso muacuteltiplo

Redes I ndash Ethernet 10

Quando o noacute tem um pacote a enviarQuando o noacute tem um pacote a enviar Transmite com toda a taxa do canal RTransmite com toda a taxa do canal R Natildeo haacute uma regra de coordenaccedilatildeo Natildeo haacute uma regra de coordenaccedilatildeo a prioria priori entre os noacutes entre os noacutes

Dois ou mais noacutes transmitindo -gt ldquocolisatildeordquoDois ou mais noacutes transmitindo -gt ldquocolisatildeordquo

Protocolo MAC de acesso aleatoacuterioProtocolo MAC de acesso aleatoacuterio determina determina Como detectar colisotildeesComo detectar colisotildees Como as estaccedilotildees se recuperam das colisotildees (ex via Como as estaccedilotildees se recuperam das colisotildees (ex via retransmissotildees atrasadas)retransmissotildees atrasadas)

Exemplos de protocolos MAC de acesso aleatoacuterioExemplos de protocolos MAC de acesso aleatoacuterio slotted ALOHAslotted ALOHA ALOHAALOHA CSMA e CSMACDCSMA e CSMACD

Protocolos de acesso aleatoacuterio

Redes I ndash Ethernet 11

CSMACSMA escuta antes de transmitir escuta antes de transmitir

Se o canal parece vazio transmite o pacoteSe o canal parece vazio transmite o pacote

Se o canal estaacute ocupado adia a transmissatildeo Se o canal estaacute ocupado adia a transmissatildeo

Analogia humana natildeo interrompa os outrosAnalogia humana natildeo interrompa os outros

CSMA Carrier Sense Multiple Access

Redes I ndash Ethernet 12

CSMACDCSMACD detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA

Colisotildees Colisotildees detectadasdetectadas num tempo mais curto num tempo mais curto

Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o desperdiacutecio do desperdiacutecio do canal canal Detecccedilatildeo de colisatildeo Detecccedilatildeo de colisatildeo Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal comparaccedilatildeo dos comparaccedilatildeo dos sinais transmitidos e recebidossinais transmitidos e recebidos

Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto transmitindotransmitindo

Analogia humana o ldquobom de papordquo educadoAnalogia humana o ldquobom de papordquo educado

CSMACD (detecccedilatildeo de colisatildeo)

Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute necessaacuterionecessaacuterio

Redes I ndash Ethernet 13

Endereccedilos IP de 32-bit Endereccedilos IP de 32-bit

Endereccedilos da Endereccedilos da camada de rede camada de rede

Usados para levar o datagrama ateacute a rede de Usados para levar o datagrama ateacute a rede de destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)

Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico) Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico)

Usado para levar o datagrama de uma interface Usado para levar o datagrama de uma interface fiacutesica a outra fisicamente conectada com a fiacutesica a outra fisicamente conectada com a primeira (isto eacute na mesma rede) primeira (isto eacute na mesma rede)

Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de rederede

Endereccedilos de LAN e ARP

Redes I ndash Ethernet 14

A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo IEEEIEEE

O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo MAC (para assegurar a unicidade)MAC (para assegurar a unicidade)

AnalogiaAnalogia

(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG

(b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal (b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal

Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade

Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede para outra sem para outra sem reconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MACreconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MAC

Endereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevelEndereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevel

Depende da rede na qual se estaacute ligadoDepende da rede na qual se estaacute ligado

Endereccedilos de LAN (mais)

Redes I ndash Ethernet 15

Questatildeo como determinar o endereccedilo MAC de Bdado o endereccedilo IP de B Cada noacute IP (hospedeiro roteador) numa LAN tem um moacutedulo e uma tabela ARP Tabela ARP mapeamento de endereccedilos IPMAC para alguns noacutes da LAN lt endereccedilo IP endereccedilo MAC TTLgt

lt IP address MAC address TTLgt TTL (Time To Live) tempo depois do qual o mapeamento de endereccedilos seraacute esquecido (tipicamente 20 min)

ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)

Redes I ndash Ethernet 16

bullARP ARP (Address Resolution Protocol)(Address Resolution Protocol)bullProtocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo Protocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo

MAC correspondente ao endereccedilos IPMAC correspondente ao endereccedilos IPbullUtiliza transmissotildees em broadcastUtiliza transmissotildees em broadcast bullNecessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais Necessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais

(diretamente conectados) e entre hosts em (diretamente conectados) e entre hosts em diferentes redes (gateway)diferentes redes (gateway)

ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)

Redes I ndash Ethernet 17

Destino na mesma LANDestino na mesma LANDestino em outra LANDestino em outra LAN

Protocolo ARP

Redes I ndash Ethernet 18

Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo

Barato R$20 por 100 MbitsBarato R$20 por 100 Mbits

Primeira tecnologia de LAN largamente usadaPrimeira tecnologia de LAN largamente usada

Mais simples e mais barata que LANs com token e ATMMais simples e mais barata que LANs com token e ATM

Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (40Gbits e 100Gbits40Gbits e 100Gbits))

esboccedilo da Ethernetpor Bob Metcalfe

Ethernet (padratildeo IEEE 8023)

Redes I ndash Ethernet 19

Ethernet - Exemplo

Redes I ndash Ethernet 20

PadratildeoPadratildeo AnoAno FunccedilatildeoFunccedilatildeo

Exp EthernetExp Ethernet 19721972 294 Mbits - barramento de cabo coaxial294 Mbits - barramento de cabo coaxial

Ethernet II (DIX Ethernet II (DIX V20)V20)

19821982 10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)

IEEE 8023IEEE 8023 19831983 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC segue ao cabeccedilalho 8023)segue ao cabeccedilalho 8023)

IEEE 8023aIEEE 8023a 19851985 10BASE2 - Chipernet10BASE2 - Chipernet

IEEE 8023bIEEE 8023b 19851985 10BROAD3610BROAD36

IEEE 8023cIEEE 8023c 19851985 10Mbits repeater specification10Mbits repeater specification

IEEE 8023dIEEE 8023d 19871987 FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)

IEEE 8023eIEEE 8023e 19871987 1BASE5 Star LAN1BASE5 Star LAN

IEEE 8023iIEEE 8023i 19901990 10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair

IEEE 8023jIEEE 8023j 19931993 10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic

IEEE 8023uIEEE 8023u 19951995 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto sensesense

IEEE 8023xIEEE 8023x 19971997 Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)

IEEE 8023yIEEE 8023y 19981998 100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair

IEEE 8023zIEEE 8023z 19981998 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic

IEEE 8023 - 1998IEEE 8023 - 1998 19981998 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

Ethernet ndash Histoacuterico dos padrotildees

Redes I ndash Ethernet 21

IEEE 8023abIEEE 8023ab 19981998 1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado

IEEE 8023acIEEE 8023ac 19991999 Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade do 8021p do 8021p

IEEE 8023adIEEE 8023ad 20002000 Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link aggregation)aggregation)

IEEE 8023 - 2002IEEE 8023 - 2002 20022002 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

IEEE 8023aeIEEE 8023ae 20032003 10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -EW)EW)

IEEE 8023afIEEE 8023af 20032003 Power over EthernetPower over Ethernet

IEEE 8023ahIEEE 8023ah 20042004 Ethernet in the First (or last) mileEthernet in the First (or last) mile

IEEE 8023akIEEE 8023ak 20042004 10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable

IEEE 8023 - 2005IEEE 8023 - 2005 20052005 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

IEEE 8023anIEEE 8023an 20062006 10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)

IEEE 8023apIEEE 8023ap ExpExp Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Gbits)Gbits)

IEEE 8023aqIEEE 8023aq ExpExp 10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber

IEEE 8023arIEEE 8023ar ExpExp Congestion ManagementCongestion Management

IEEE 8023asIEEE 8023as ExpExp Frame ExpansionFrame Expansion

IEEE 8023atIEEE 8023at ExpExp Power over Ethernet enhancementsPower over Ethernet enhancements

IEEE 8023auIEEE 8023au ExpExp Isolation Requeriments for power over EthernetIsolation Requeriments for power over Ethernet

IEEE 8023avIEEE 8023av EstdoEstdo 10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)

Ethernet - ndash Histoacuterico dos padrotildees

Redes I ndash Ethernet 22

Topologia de bus popular em meados dos anos 90Topologia de bus popular em meados dos anos 90

Agora a topologia em estrela prevaleceAgora a topologia em estrela prevalece

Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)

Topologia em estrela

Redes I ndash Ethernet 23

Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro pacote de protocolo da camada de rede) num pacote de protocolo da camada de rede) num quadro Ethernetquadro Ethernet

PreacircmbuloPreacircmbulo

bull 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 1010101110101011

bull usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do receptorreceptor

Estrutura do quadro Ethernet

Redes I ndash Ethernet 24

EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes

Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede

TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)

CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado

Estrutura do quadro Ethernet

Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml

Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find

Redes I ndash Ethernet 25

bull Quadro EthernetQuadro Ethernet

Estrutura do quadro Ethernet

Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes

Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes

O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs

Redes I ndash Ethernet 26

bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast

bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast

bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast

bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos

ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes

Estrutura do quadro Ethernet

Redes I ndash Ethernet 27

Tipos de Transmissatildeo

bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)

receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-

FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF

Redes I ndash Ethernet 28

Tipos de Transmissatildeo

bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255

bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E

bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast

(RFC 1112) (RFC 1112)

bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0

RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt

IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator

Redes I ndash Ethernet 29

Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense

O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection

Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access

Ethernet usa CSMACD

Redes I ndash Ethernet 30

1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro

2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite

3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida

4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal

5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2

Algoritmo CSMACD da Ethernet

Redes I ndash Ethernet 31

Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa

Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit

Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023

Ethernet CSMACD

Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml

Redes I ndash Ethernet 32

bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo

bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas

11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex

bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)

Autonegociaccedilatildeo (NWay)

Redes I ndash Ethernet 33

bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado

bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc

bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto

bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X

Auto MDIMDI-X

Redes I ndash Ethernet 34

Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees

Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica

bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023

bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado

ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet

Redes I ndash Ethernet 35

10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais

ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela

bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo

bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo

ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex

bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex

Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml

Redes I ndash Ethernet 36

100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo

ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T

ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado

ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos

bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado

Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml

Redes I ndash Ethernet 37

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior

ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits

Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-

8100aspx8100aspx

Redes I ndash Ethernet 38

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T

Redes I ndash Ethernet 39

1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX

bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem

ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico

bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal

ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)

Redes I ndash Ethernet 40

Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10

Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN

bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui

ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra

bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits

Redes I ndash Ethernet 41

Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees

Hubs

Redes I ndash Ethernet 42

Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN

Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes

No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo

Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT

Interconexatildeo com hubs

Redes I ndash Ethernet 43

Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet

Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino

Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento

TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches

Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados

Switch

Redes I ndash Ethernet 44

Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento

Encaminhamento

Redes I ndash Ethernet 45

Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch

(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)

Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)

Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces

Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega

Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela

Self learning (auto-aprendizado)

Redes I ndash Ethernet 46

Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro

indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino

if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen

ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro

elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada

elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou

Filtragemencaminhamento

Redes I ndash Ethernet 47

Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D

Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro

para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3

Quadro recebido por D Quadro recebido por D

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEG

1123

12 3

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

Redes I ndash Ethernet 50

Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

Redes I ndash Ethernet 56

Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004

bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8

Page 4: Redes I – Ethernet 1 Ethernet (IEEE 802.3) Faculdade de Tecnologia Senac Pelotas Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores Prof. Eduardo Maroñas

Redes I ndash Ethernet 4

Enquadramento acesso ao enlace Enquadramento acesso ao enlace

Encapsula datagramas em quadros acrescentando Encapsula datagramas em quadros acrescentando cabeccedilalhos e cabeccedilalhos e trailertrailer

Implementa acesso ao canal se o meio eacute compartilhado Implementa acesso ao canal se o meio eacute compartilhado

ldquo ldquoEndereccedilos fiacutesicosrdquo usados nos cabeccedilalhos dos Endereccedilos fiacutesicosrdquo usados nos cabeccedilalhos dos quadros para identificar a fonte e o destino dos quadros para identificar a fonte e o destino dos quadros quadros

Diferente do endereccedilo IPDiferente do endereccedilo IP

Entrega confiaacutevel entre dois equipamentos fisicamente Entrega confiaacutevel entre dois equipamentos fisicamente conectados conectados

Jaacute aprendemos como isso deve ser feito (Capiacutetulo 3)Jaacute aprendemos como isso deve ser feito (Capiacutetulo 3)

Raramente usado em enlaces com baixa taxa de erro Raramente usado em enlaces com baixa taxa de erro (fibra alguns tipos de par de fios tranccedilados de cobre)(fibra alguns tipos de par de fios tranccedilados de cobre)

Enlaces sem fio (wireless) altas taxas de erroEnlaces sem fio (wireless) altas taxas de erro

Serviccedilos da camada de enlace

Redes I ndash Ethernet 5

Controle de fluxo Controle de fluxo

Limitaccedilatildeo da transmissatildeo entre transmissor e receptor Limitaccedilatildeo da transmissatildeo entre transmissor e receptor

Detecccedilatildeo de erros Detecccedilatildeo de erros

Erros causados pela atenuaccedilatildeo do sinal e por ruiacutedos Erros causados pela atenuaccedilatildeo do sinal e por ruiacutedos

O receptor detecta a presenccedila de erros O receptor detecta a presenccedila de erros

Avisa o transmissor para reenviar o quadro perdido Avisa o transmissor para reenviar o quadro perdido

Correccedilatildeo de erros Correccedilatildeo de erros

O receptor identifica O receptor identifica e corrigee corrige o bit com erro(s) sem o bit com erro(s) sem recorrer agrave recorrer agrave retransmissatildeoretransmissatildeo

Half-duplex e full-duplexHalf-duplex e full-duplexbull Com Com half-duplexhalf-duplex os noacutes em ambas as extremidades do enlace os noacutes em ambas as extremidades do enlace

podem transmitir mas natildeo ao mesmo tempopodem transmitir mas natildeo ao mesmo tempobull Full-Duplex ambos os noacutes podem transmitir simultaneamenteFull-Duplex ambos os noacutes podem transmitir simultaneamente

Serviccedilos da camada de enlace

Redes I ndash Ethernet 6

Camada de rede implementada no ldquoadaptadorrdquo (isto eacute NIC)Camada de rede implementada no ldquoadaptadorrdquo (isto eacute NIC) Cartatildeo Ethernet cartatildeo PCMCI cartatildeo 80211Cartatildeo Ethernet cartatildeo PCMCI cartatildeo 80211

Lado transmissorLado transmissor Encapsula o datagrama em um quadroEncapsula o datagrama em um quadro Adiciona bits de verificaccedilatildeo de erro rdt controle de fluxo etcAdiciona bits de verificaccedilatildeo de erro rdt controle de fluxo etc

Lado receptorLado receptor Procura erros rdt controle de fluxo etcProcura erros rdt controle de fluxo etc Extrai o datagrama passa para o lado receptorExtrai o datagrama passa para o lado receptor

Adaptador eacute semi-autocircnomoAdaptador eacute semi-autocircnomo

Camadas de enlace e fiacutesicaCamadas de enlace e fiacutesica

Comunicaccedilatildeo de adaptadores

Redes I ndash Ethernet 7

ObjetivoObjetivo detectar ldquoerrosrdquo (ex bits trocados) num segmento transmitido (nota usado detectar ldquoerrosrdquo (ex bits trocados) num segmento transmitido (nota usado apenasapenas na camada de transporte) na camada de transporte)

TransmissorTransmissor Trata o conteuacutedo de segmentos como sequumlecircncias de nuacutemeros inteiros de 16 bitsTrata o conteuacutedo de segmentos como sequumlecircncias de nuacutemeros inteiros de 16 bits Checksum adiccedilatildeo (soma em complemento de um) do Checksum adiccedilatildeo (soma em complemento de um) do conteuacutedo do segmento conteuacutedo do segmento Transmissor coloca o valor do checksum no campo checksum do UDPTransmissor coloca o valor do checksum no campo checksum do UDP

ReceptorReceptor Computa o checksum do segmento recebidoComputa o checksum do segmento recebido Verifica se o checksum calculado eacute igual ao valor do campo checksumVerifica se o checksum calculado eacute igual ao valor do campo checksum

NAtildeO mdash erro detectadoNAtildeO mdash erro detectado SIM mdash natildeo detectou erro SIM mdash natildeo detectou erro Mas talvez haja erros apesar dissoMas talvez haja erros apesar disso Depoishellip Depoishellip

Checksum da Internet

Exemplo de utilitaacuterio para verificaccedilatildeo de integridade - Exemplo de utilitaacuterio para verificaccedilatildeo de integridade - http1921682003softwarefsumzip

Redes I ndash Ethernet 8

Dois tipos de Dois tipos de enlacesenlaces

Ponto-a-ponto (fio Ponto-a-ponto (fio uacutenico uacutenico ex ex PPPPPP SLIP)SLIP)

Broadcast Broadcast (fio ou (fio ou meio meio compartilhado)compartilhado)

Ethernet Ethernet tradicionaltradicional

Upstream HFCUpstream HFC

80211 LAN sem 80211 LAN sem fiofio

Enlaces de acesso muacuteltiplo e protocolos

The Point-to-Point Protocol (PPP) ndash RFC 1661 - The Point-to-Point Protocol (PPP) ndash RFC 1661 - httpwwwietforgrfcrfc1661txt

Redes I ndash Ethernet 9

Canal de comunicaccedilatildeo uacutenico e compartilhado Canal de comunicaccedilatildeo uacutenico e compartilhado

Duas ou mais transmissotildees simultacircneas pelos noacutes interferecircncia Duas ou mais transmissotildees simultacircneas pelos noacutes interferecircncia

ColisatildeoColisatildeo se um noacute receber dois ou mais sinais ao mesmo tempo se um noacute receber dois ou mais sinais ao mesmo tempo

Protocolo de muacuteltiplo acessoProtocolo de muacuteltiplo acesso

Algoritmo distribuiacutedo que determina como as estaccedilotildees Algoritmo distribuiacutedo que determina como as estaccedilotildees compartilham o canal isto eacute determinam quando cada estaccedilatildeo compartilham o canal isto eacute determinam quando cada estaccedilatildeo pode transmitirpode transmitir

Comunicaccedilatildeo sobre o compartilhamento do canal deve utilizar Comunicaccedilatildeo sobre o compartilhamento do canal deve utilizar o proacuteprio canal o proacuteprio canal Nenhum canal fora-de-banda para coordenaccedilatildeoNenhum canal fora-de-banda para coordenaccedilatildeo

Protocolos de acesso muacuteltiplo

Redes I ndash Ethernet 10

Quando o noacute tem um pacote a enviarQuando o noacute tem um pacote a enviar Transmite com toda a taxa do canal RTransmite com toda a taxa do canal R Natildeo haacute uma regra de coordenaccedilatildeo Natildeo haacute uma regra de coordenaccedilatildeo a prioria priori entre os noacutes entre os noacutes

Dois ou mais noacutes transmitindo -gt ldquocolisatildeordquoDois ou mais noacutes transmitindo -gt ldquocolisatildeordquo

Protocolo MAC de acesso aleatoacuterioProtocolo MAC de acesso aleatoacuterio determina determina Como detectar colisotildeesComo detectar colisotildees Como as estaccedilotildees se recuperam das colisotildees (ex via Como as estaccedilotildees se recuperam das colisotildees (ex via retransmissotildees atrasadas)retransmissotildees atrasadas)

Exemplos de protocolos MAC de acesso aleatoacuterioExemplos de protocolos MAC de acesso aleatoacuterio slotted ALOHAslotted ALOHA ALOHAALOHA CSMA e CSMACDCSMA e CSMACD

Protocolos de acesso aleatoacuterio

Redes I ndash Ethernet 11

CSMACSMA escuta antes de transmitir escuta antes de transmitir

Se o canal parece vazio transmite o pacoteSe o canal parece vazio transmite o pacote

Se o canal estaacute ocupado adia a transmissatildeo Se o canal estaacute ocupado adia a transmissatildeo

Analogia humana natildeo interrompa os outrosAnalogia humana natildeo interrompa os outros

CSMA Carrier Sense Multiple Access

Redes I ndash Ethernet 12

CSMACDCSMACD detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA

Colisotildees Colisotildees detectadasdetectadas num tempo mais curto num tempo mais curto

Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o desperdiacutecio do desperdiacutecio do canal canal Detecccedilatildeo de colisatildeo Detecccedilatildeo de colisatildeo Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal comparaccedilatildeo dos comparaccedilatildeo dos sinais transmitidos e recebidossinais transmitidos e recebidos

Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto transmitindotransmitindo

Analogia humana o ldquobom de papordquo educadoAnalogia humana o ldquobom de papordquo educado

CSMACD (detecccedilatildeo de colisatildeo)

Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute necessaacuterionecessaacuterio

Redes I ndash Ethernet 13

Endereccedilos IP de 32-bit Endereccedilos IP de 32-bit

Endereccedilos da Endereccedilos da camada de rede camada de rede

Usados para levar o datagrama ateacute a rede de Usados para levar o datagrama ateacute a rede de destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)

Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico) Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico)

Usado para levar o datagrama de uma interface Usado para levar o datagrama de uma interface fiacutesica a outra fisicamente conectada com a fiacutesica a outra fisicamente conectada com a primeira (isto eacute na mesma rede) primeira (isto eacute na mesma rede)

Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de rederede

Endereccedilos de LAN e ARP

Redes I ndash Ethernet 14

A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo IEEEIEEE

O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo MAC (para assegurar a unicidade)MAC (para assegurar a unicidade)

AnalogiaAnalogia

(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG

(b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal (b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal

Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade

Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede para outra sem para outra sem reconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MACreconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MAC

Endereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevelEndereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevel

Depende da rede na qual se estaacute ligadoDepende da rede na qual se estaacute ligado

Endereccedilos de LAN (mais)

Redes I ndash Ethernet 15

Questatildeo como determinar o endereccedilo MAC de Bdado o endereccedilo IP de B Cada noacute IP (hospedeiro roteador) numa LAN tem um moacutedulo e uma tabela ARP Tabela ARP mapeamento de endereccedilos IPMAC para alguns noacutes da LAN lt endereccedilo IP endereccedilo MAC TTLgt

lt IP address MAC address TTLgt TTL (Time To Live) tempo depois do qual o mapeamento de endereccedilos seraacute esquecido (tipicamente 20 min)

ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)

Redes I ndash Ethernet 16

bullARP ARP (Address Resolution Protocol)(Address Resolution Protocol)bullProtocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo Protocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo

MAC correspondente ao endereccedilos IPMAC correspondente ao endereccedilos IPbullUtiliza transmissotildees em broadcastUtiliza transmissotildees em broadcast bullNecessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais Necessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais

(diretamente conectados) e entre hosts em (diretamente conectados) e entre hosts em diferentes redes (gateway)diferentes redes (gateway)

ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)

Redes I ndash Ethernet 17

Destino na mesma LANDestino na mesma LANDestino em outra LANDestino em outra LAN

Protocolo ARP

Redes I ndash Ethernet 18

Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo

Barato R$20 por 100 MbitsBarato R$20 por 100 Mbits

Primeira tecnologia de LAN largamente usadaPrimeira tecnologia de LAN largamente usada

Mais simples e mais barata que LANs com token e ATMMais simples e mais barata que LANs com token e ATM

Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (40Gbits e 100Gbits40Gbits e 100Gbits))

esboccedilo da Ethernetpor Bob Metcalfe

Ethernet (padratildeo IEEE 8023)

Redes I ndash Ethernet 19

Ethernet - Exemplo

Redes I ndash Ethernet 20

PadratildeoPadratildeo AnoAno FunccedilatildeoFunccedilatildeo

Exp EthernetExp Ethernet 19721972 294 Mbits - barramento de cabo coaxial294 Mbits - barramento de cabo coaxial

Ethernet II (DIX Ethernet II (DIX V20)V20)

19821982 10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)

IEEE 8023IEEE 8023 19831983 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC segue ao cabeccedilalho 8023)segue ao cabeccedilalho 8023)

IEEE 8023aIEEE 8023a 19851985 10BASE2 - Chipernet10BASE2 - Chipernet

IEEE 8023bIEEE 8023b 19851985 10BROAD3610BROAD36

IEEE 8023cIEEE 8023c 19851985 10Mbits repeater specification10Mbits repeater specification

IEEE 8023dIEEE 8023d 19871987 FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)

IEEE 8023eIEEE 8023e 19871987 1BASE5 Star LAN1BASE5 Star LAN

IEEE 8023iIEEE 8023i 19901990 10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair

IEEE 8023jIEEE 8023j 19931993 10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic

IEEE 8023uIEEE 8023u 19951995 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto sensesense

IEEE 8023xIEEE 8023x 19971997 Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)

IEEE 8023yIEEE 8023y 19981998 100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair

IEEE 8023zIEEE 8023z 19981998 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic

IEEE 8023 - 1998IEEE 8023 - 1998 19981998 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

Ethernet ndash Histoacuterico dos padrotildees

Redes I ndash Ethernet 21

IEEE 8023abIEEE 8023ab 19981998 1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado

IEEE 8023acIEEE 8023ac 19991999 Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade do 8021p do 8021p

IEEE 8023adIEEE 8023ad 20002000 Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link aggregation)aggregation)

IEEE 8023 - 2002IEEE 8023 - 2002 20022002 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

IEEE 8023aeIEEE 8023ae 20032003 10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -EW)EW)

IEEE 8023afIEEE 8023af 20032003 Power over EthernetPower over Ethernet

IEEE 8023ahIEEE 8023ah 20042004 Ethernet in the First (or last) mileEthernet in the First (or last) mile

IEEE 8023akIEEE 8023ak 20042004 10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable

IEEE 8023 - 2005IEEE 8023 - 2005 20052005 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

IEEE 8023anIEEE 8023an 20062006 10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)

IEEE 8023apIEEE 8023ap ExpExp Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Gbits)Gbits)

IEEE 8023aqIEEE 8023aq ExpExp 10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber

IEEE 8023arIEEE 8023ar ExpExp Congestion ManagementCongestion Management

IEEE 8023asIEEE 8023as ExpExp Frame ExpansionFrame Expansion

IEEE 8023atIEEE 8023at ExpExp Power over Ethernet enhancementsPower over Ethernet enhancements

IEEE 8023auIEEE 8023au ExpExp Isolation Requeriments for power over EthernetIsolation Requeriments for power over Ethernet

IEEE 8023avIEEE 8023av EstdoEstdo 10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)

Ethernet - ndash Histoacuterico dos padrotildees

Redes I ndash Ethernet 22

Topologia de bus popular em meados dos anos 90Topologia de bus popular em meados dos anos 90

Agora a topologia em estrela prevaleceAgora a topologia em estrela prevalece

Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)

Topologia em estrela

Redes I ndash Ethernet 23

Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro pacote de protocolo da camada de rede) num pacote de protocolo da camada de rede) num quadro Ethernetquadro Ethernet

PreacircmbuloPreacircmbulo

bull 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 1010101110101011

bull usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do receptorreceptor

Estrutura do quadro Ethernet

Redes I ndash Ethernet 24

EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes

Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede

TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)

CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado

Estrutura do quadro Ethernet

Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml

Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find

Redes I ndash Ethernet 25

bull Quadro EthernetQuadro Ethernet

Estrutura do quadro Ethernet

Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes

Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes

O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs

Redes I ndash Ethernet 26

bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast

bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast

bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast

bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos

ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes

Estrutura do quadro Ethernet

Redes I ndash Ethernet 27

Tipos de Transmissatildeo

bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)

receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-

FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF

Redes I ndash Ethernet 28

Tipos de Transmissatildeo

bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255

bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E

bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast

(RFC 1112) (RFC 1112)

bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0

RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt

IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator

Redes I ndash Ethernet 29

Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense

O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection

Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access

Ethernet usa CSMACD

Redes I ndash Ethernet 30

1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro

2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite

3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida

4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal

5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2

Algoritmo CSMACD da Ethernet

Redes I ndash Ethernet 31

Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa

Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit

Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023

Ethernet CSMACD

Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml

Redes I ndash Ethernet 32

bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo

bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas

11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex

bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)

Autonegociaccedilatildeo (NWay)

Redes I ndash Ethernet 33

bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado

bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc

bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto

bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X

Auto MDIMDI-X

Redes I ndash Ethernet 34

Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees

Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica

bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023

bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado

ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet

Redes I ndash Ethernet 35

10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais

ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela

bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo

bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo

ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex

bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex

Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml

Redes I ndash Ethernet 36

100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo

ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T

ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado

ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos

bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado

Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml

Redes I ndash Ethernet 37

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior

ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits

Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-

8100aspx8100aspx

Redes I ndash Ethernet 38

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T

Redes I ndash Ethernet 39

1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX

bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem

ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico

bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal

ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)

Redes I ndash Ethernet 40

Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10

Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN

bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui

ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra

bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits

Redes I ndash Ethernet 41

Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees

Hubs

Redes I ndash Ethernet 42

Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN

Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes

No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo

Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT

Interconexatildeo com hubs

Redes I ndash Ethernet 43

Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet

Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino

Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento

TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches

Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados

Switch

Redes I ndash Ethernet 44

Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento

Encaminhamento

Redes I ndash Ethernet 45

Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch

(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)

Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)

Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces

Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega

Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela

Self learning (auto-aprendizado)

Redes I ndash Ethernet 46

Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro

indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino

if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen

ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro

elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada

elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou

Filtragemencaminhamento

Redes I ndash Ethernet 47

Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D

Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro

para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3

Quadro recebido por D Quadro recebido por D

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEG

1123

12 3

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

Redes I ndash Ethernet 50

Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

Redes I ndash Ethernet 56

Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004

bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8

Page 5: Redes I – Ethernet 1 Ethernet (IEEE 802.3) Faculdade de Tecnologia Senac Pelotas Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores Prof. Eduardo Maroñas

Redes I ndash Ethernet 5

Controle de fluxo Controle de fluxo

Limitaccedilatildeo da transmissatildeo entre transmissor e receptor Limitaccedilatildeo da transmissatildeo entre transmissor e receptor

Detecccedilatildeo de erros Detecccedilatildeo de erros

Erros causados pela atenuaccedilatildeo do sinal e por ruiacutedos Erros causados pela atenuaccedilatildeo do sinal e por ruiacutedos

O receptor detecta a presenccedila de erros O receptor detecta a presenccedila de erros

Avisa o transmissor para reenviar o quadro perdido Avisa o transmissor para reenviar o quadro perdido

Correccedilatildeo de erros Correccedilatildeo de erros

O receptor identifica O receptor identifica e corrigee corrige o bit com erro(s) sem o bit com erro(s) sem recorrer agrave recorrer agrave retransmissatildeoretransmissatildeo

Half-duplex e full-duplexHalf-duplex e full-duplexbull Com Com half-duplexhalf-duplex os noacutes em ambas as extremidades do enlace os noacutes em ambas as extremidades do enlace

podem transmitir mas natildeo ao mesmo tempopodem transmitir mas natildeo ao mesmo tempobull Full-Duplex ambos os noacutes podem transmitir simultaneamenteFull-Duplex ambos os noacutes podem transmitir simultaneamente

Serviccedilos da camada de enlace

Redes I ndash Ethernet 6

Camada de rede implementada no ldquoadaptadorrdquo (isto eacute NIC)Camada de rede implementada no ldquoadaptadorrdquo (isto eacute NIC) Cartatildeo Ethernet cartatildeo PCMCI cartatildeo 80211Cartatildeo Ethernet cartatildeo PCMCI cartatildeo 80211

Lado transmissorLado transmissor Encapsula o datagrama em um quadroEncapsula o datagrama em um quadro Adiciona bits de verificaccedilatildeo de erro rdt controle de fluxo etcAdiciona bits de verificaccedilatildeo de erro rdt controle de fluxo etc

Lado receptorLado receptor Procura erros rdt controle de fluxo etcProcura erros rdt controle de fluxo etc Extrai o datagrama passa para o lado receptorExtrai o datagrama passa para o lado receptor

Adaptador eacute semi-autocircnomoAdaptador eacute semi-autocircnomo

Camadas de enlace e fiacutesicaCamadas de enlace e fiacutesica

Comunicaccedilatildeo de adaptadores

Redes I ndash Ethernet 7

ObjetivoObjetivo detectar ldquoerrosrdquo (ex bits trocados) num segmento transmitido (nota usado detectar ldquoerrosrdquo (ex bits trocados) num segmento transmitido (nota usado apenasapenas na camada de transporte) na camada de transporte)

TransmissorTransmissor Trata o conteuacutedo de segmentos como sequumlecircncias de nuacutemeros inteiros de 16 bitsTrata o conteuacutedo de segmentos como sequumlecircncias de nuacutemeros inteiros de 16 bits Checksum adiccedilatildeo (soma em complemento de um) do Checksum adiccedilatildeo (soma em complemento de um) do conteuacutedo do segmento conteuacutedo do segmento Transmissor coloca o valor do checksum no campo checksum do UDPTransmissor coloca o valor do checksum no campo checksum do UDP

ReceptorReceptor Computa o checksum do segmento recebidoComputa o checksum do segmento recebido Verifica se o checksum calculado eacute igual ao valor do campo checksumVerifica se o checksum calculado eacute igual ao valor do campo checksum

NAtildeO mdash erro detectadoNAtildeO mdash erro detectado SIM mdash natildeo detectou erro SIM mdash natildeo detectou erro Mas talvez haja erros apesar dissoMas talvez haja erros apesar disso Depoishellip Depoishellip

Checksum da Internet

Exemplo de utilitaacuterio para verificaccedilatildeo de integridade - Exemplo de utilitaacuterio para verificaccedilatildeo de integridade - http1921682003softwarefsumzip

Redes I ndash Ethernet 8

Dois tipos de Dois tipos de enlacesenlaces

Ponto-a-ponto (fio Ponto-a-ponto (fio uacutenico uacutenico ex ex PPPPPP SLIP)SLIP)

Broadcast Broadcast (fio ou (fio ou meio meio compartilhado)compartilhado)

Ethernet Ethernet tradicionaltradicional

Upstream HFCUpstream HFC

80211 LAN sem 80211 LAN sem fiofio

Enlaces de acesso muacuteltiplo e protocolos

The Point-to-Point Protocol (PPP) ndash RFC 1661 - The Point-to-Point Protocol (PPP) ndash RFC 1661 - httpwwwietforgrfcrfc1661txt

Redes I ndash Ethernet 9

Canal de comunicaccedilatildeo uacutenico e compartilhado Canal de comunicaccedilatildeo uacutenico e compartilhado

Duas ou mais transmissotildees simultacircneas pelos noacutes interferecircncia Duas ou mais transmissotildees simultacircneas pelos noacutes interferecircncia

ColisatildeoColisatildeo se um noacute receber dois ou mais sinais ao mesmo tempo se um noacute receber dois ou mais sinais ao mesmo tempo

Protocolo de muacuteltiplo acessoProtocolo de muacuteltiplo acesso

Algoritmo distribuiacutedo que determina como as estaccedilotildees Algoritmo distribuiacutedo que determina como as estaccedilotildees compartilham o canal isto eacute determinam quando cada estaccedilatildeo compartilham o canal isto eacute determinam quando cada estaccedilatildeo pode transmitirpode transmitir

Comunicaccedilatildeo sobre o compartilhamento do canal deve utilizar Comunicaccedilatildeo sobre o compartilhamento do canal deve utilizar o proacuteprio canal o proacuteprio canal Nenhum canal fora-de-banda para coordenaccedilatildeoNenhum canal fora-de-banda para coordenaccedilatildeo

Protocolos de acesso muacuteltiplo

Redes I ndash Ethernet 10

Quando o noacute tem um pacote a enviarQuando o noacute tem um pacote a enviar Transmite com toda a taxa do canal RTransmite com toda a taxa do canal R Natildeo haacute uma regra de coordenaccedilatildeo Natildeo haacute uma regra de coordenaccedilatildeo a prioria priori entre os noacutes entre os noacutes

Dois ou mais noacutes transmitindo -gt ldquocolisatildeordquoDois ou mais noacutes transmitindo -gt ldquocolisatildeordquo

Protocolo MAC de acesso aleatoacuterioProtocolo MAC de acesso aleatoacuterio determina determina Como detectar colisotildeesComo detectar colisotildees Como as estaccedilotildees se recuperam das colisotildees (ex via Como as estaccedilotildees se recuperam das colisotildees (ex via retransmissotildees atrasadas)retransmissotildees atrasadas)

Exemplos de protocolos MAC de acesso aleatoacuterioExemplos de protocolos MAC de acesso aleatoacuterio slotted ALOHAslotted ALOHA ALOHAALOHA CSMA e CSMACDCSMA e CSMACD

Protocolos de acesso aleatoacuterio

Redes I ndash Ethernet 11

CSMACSMA escuta antes de transmitir escuta antes de transmitir

Se o canal parece vazio transmite o pacoteSe o canal parece vazio transmite o pacote

Se o canal estaacute ocupado adia a transmissatildeo Se o canal estaacute ocupado adia a transmissatildeo

Analogia humana natildeo interrompa os outrosAnalogia humana natildeo interrompa os outros

CSMA Carrier Sense Multiple Access

Redes I ndash Ethernet 12

CSMACDCSMACD detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA

Colisotildees Colisotildees detectadasdetectadas num tempo mais curto num tempo mais curto

Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o desperdiacutecio do desperdiacutecio do canal canal Detecccedilatildeo de colisatildeo Detecccedilatildeo de colisatildeo Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal comparaccedilatildeo dos comparaccedilatildeo dos sinais transmitidos e recebidossinais transmitidos e recebidos

Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto transmitindotransmitindo

Analogia humana o ldquobom de papordquo educadoAnalogia humana o ldquobom de papordquo educado

CSMACD (detecccedilatildeo de colisatildeo)

Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute necessaacuterionecessaacuterio

Redes I ndash Ethernet 13

Endereccedilos IP de 32-bit Endereccedilos IP de 32-bit

Endereccedilos da Endereccedilos da camada de rede camada de rede

Usados para levar o datagrama ateacute a rede de Usados para levar o datagrama ateacute a rede de destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)

Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico) Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico)

Usado para levar o datagrama de uma interface Usado para levar o datagrama de uma interface fiacutesica a outra fisicamente conectada com a fiacutesica a outra fisicamente conectada com a primeira (isto eacute na mesma rede) primeira (isto eacute na mesma rede)

Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de rederede

Endereccedilos de LAN e ARP

Redes I ndash Ethernet 14

A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo IEEEIEEE

O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo MAC (para assegurar a unicidade)MAC (para assegurar a unicidade)

AnalogiaAnalogia

(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG

(b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal (b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal

Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade

Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede para outra sem para outra sem reconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MACreconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MAC

Endereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevelEndereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevel

Depende da rede na qual se estaacute ligadoDepende da rede na qual se estaacute ligado

Endereccedilos de LAN (mais)

Redes I ndash Ethernet 15

Questatildeo como determinar o endereccedilo MAC de Bdado o endereccedilo IP de B Cada noacute IP (hospedeiro roteador) numa LAN tem um moacutedulo e uma tabela ARP Tabela ARP mapeamento de endereccedilos IPMAC para alguns noacutes da LAN lt endereccedilo IP endereccedilo MAC TTLgt

lt IP address MAC address TTLgt TTL (Time To Live) tempo depois do qual o mapeamento de endereccedilos seraacute esquecido (tipicamente 20 min)

ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)

Redes I ndash Ethernet 16

bullARP ARP (Address Resolution Protocol)(Address Resolution Protocol)bullProtocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo Protocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo

MAC correspondente ao endereccedilos IPMAC correspondente ao endereccedilos IPbullUtiliza transmissotildees em broadcastUtiliza transmissotildees em broadcast bullNecessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais Necessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais

(diretamente conectados) e entre hosts em (diretamente conectados) e entre hosts em diferentes redes (gateway)diferentes redes (gateway)

ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)

Redes I ndash Ethernet 17

Destino na mesma LANDestino na mesma LANDestino em outra LANDestino em outra LAN

Protocolo ARP

Redes I ndash Ethernet 18

Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo

Barato R$20 por 100 MbitsBarato R$20 por 100 Mbits

Primeira tecnologia de LAN largamente usadaPrimeira tecnologia de LAN largamente usada

Mais simples e mais barata que LANs com token e ATMMais simples e mais barata que LANs com token e ATM

Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (40Gbits e 100Gbits40Gbits e 100Gbits))

esboccedilo da Ethernetpor Bob Metcalfe

Ethernet (padratildeo IEEE 8023)

Redes I ndash Ethernet 19

Ethernet - Exemplo

Redes I ndash Ethernet 20

PadratildeoPadratildeo AnoAno FunccedilatildeoFunccedilatildeo

Exp EthernetExp Ethernet 19721972 294 Mbits - barramento de cabo coaxial294 Mbits - barramento de cabo coaxial

Ethernet II (DIX Ethernet II (DIX V20)V20)

19821982 10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)

IEEE 8023IEEE 8023 19831983 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC segue ao cabeccedilalho 8023)segue ao cabeccedilalho 8023)

IEEE 8023aIEEE 8023a 19851985 10BASE2 - Chipernet10BASE2 - Chipernet

IEEE 8023bIEEE 8023b 19851985 10BROAD3610BROAD36

IEEE 8023cIEEE 8023c 19851985 10Mbits repeater specification10Mbits repeater specification

IEEE 8023dIEEE 8023d 19871987 FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)

IEEE 8023eIEEE 8023e 19871987 1BASE5 Star LAN1BASE5 Star LAN

IEEE 8023iIEEE 8023i 19901990 10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair

IEEE 8023jIEEE 8023j 19931993 10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic

IEEE 8023uIEEE 8023u 19951995 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto sensesense

IEEE 8023xIEEE 8023x 19971997 Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)

IEEE 8023yIEEE 8023y 19981998 100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair

IEEE 8023zIEEE 8023z 19981998 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic

IEEE 8023 - 1998IEEE 8023 - 1998 19981998 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

Ethernet ndash Histoacuterico dos padrotildees

Redes I ndash Ethernet 21

IEEE 8023abIEEE 8023ab 19981998 1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado

IEEE 8023acIEEE 8023ac 19991999 Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade do 8021p do 8021p

IEEE 8023adIEEE 8023ad 20002000 Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link aggregation)aggregation)

IEEE 8023 - 2002IEEE 8023 - 2002 20022002 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

IEEE 8023aeIEEE 8023ae 20032003 10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -EW)EW)

IEEE 8023afIEEE 8023af 20032003 Power over EthernetPower over Ethernet

IEEE 8023ahIEEE 8023ah 20042004 Ethernet in the First (or last) mileEthernet in the First (or last) mile

IEEE 8023akIEEE 8023ak 20042004 10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable

IEEE 8023 - 2005IEEE 8023 - 2005 20052005 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

IEEE 8023anIEEE 8023an 20062006 10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)

IEEE 8023apIEEE 8023ap ExpExp Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Gbits)Gbits)

IEEE 8023aqIEEE 8023aq ExpExp 10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber

IEEE 8023arIEEE 8023ar ExpExp Congestion ManagementCongestion Management

IEEE 8023asIEEE 8023as ExpExp Frame ExpansionFrame Expansion

IEEE 8023atIEEE 8023at ExpExp Power over Ethernet enhancementsPower over Ethernet enhancements

IEEE 8023auIEEE 8023au ExpExp Isolation Requeriments for power over EthernetIsolation Requeriments for power over Ethernet

IEEE 8023avIEEE 8023av EstdoEstdo 10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)

Ethernet - ndash Histoacuterico dos padrotildees

Redes I ndash Ethernet 22

Topologia de bus popular em meados dos anos 90Topologia de bus popular em meados dos anos 90

Agora a topologia em estrela prevaleceAgora a topologia em estrela prevalece

Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)

Topologia em estrela

Redes I ndash Ethernet 23

Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro pacote de protocolo da camada de rede) num pacote de protocolo da camada de rede) num quadro Ethernetquadro Ethernet

PreacircmbuloPreacircmbulo

bull 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 1010101110101011

bull usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do receptorreceptor

Estrutura do quadro Ethernet

Redes I ndash Ethernet 24

EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes

Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede

TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)

CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado

Estrutura do quadro Ethernet

Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml

Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find

Redes I ndash Ethernet 25

bull Quadro EthernetQuadro Ethernet

Estrutura do quadro Ethernet

Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes

Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes

O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs

Redes I ndash Ethernet 26

bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast

bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast

bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast

bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos

ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes

Estrutura do quadro Ethernet

Redes I ndash Ethernet 27

Tipos de Transmissatildeo

bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)

receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-

FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF

Redes I ndash Ethernet 28

Tipos de Transmissatildeo

bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255

bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E

bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast

(RFC 1112) (RFC 1112)

bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0

RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt

IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator

Redes I ndash Ethernet 29

Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense

O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection

Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access

Ethernet usa CSMACD

Redes I ndash Ethernet 30

1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro

2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite

3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida

4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal

5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2

Algoritmo CSMACD da Ethernet

Redes I ndash Ethernet 31

Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa

Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit

Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023

Ethernet CSMACD

Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml

Redes I ndash Ethernet 32

bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo

bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas

11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex

bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)

Autonegociaccedilatildeo (NWay)

Redes I ndash Ethernet 33

bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado

bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc

bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto

bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X

Auto MDIMDI-X

Redes I ndash Ethernet 34

Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees

Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica

bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023

bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado

ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet

Redes I ndash Ethernet 35

10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais

ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela

bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo

bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo

ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex

bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex

Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml

Redes I ndash Ethernet 36

100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo

ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T

ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado

ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos

bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado

Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml

Redes I ndash Ethernet 37

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior

ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits

Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-

8100aspx8100aspx

Redes I ndash Ethernet 38

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T

Redes I ndash Ethernet 39

1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX

bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem

ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico

bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal

ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)

Redes I ndash Ethernet 40

Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10

Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN

bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui

ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra

bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits

Redes I ndash Ethernet 41

Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees

Hubs

Redes I ndash Ethernet 42

Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN

Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes

No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo

Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT

Interconexatildeo com hubs

Redes I ndash Ethernet 43

Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet

Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino

Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento

TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches

Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados

Switch

Redes I ndash Ethernet 44

Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento

Encaminhamento

Redes I ndash Ethernet 45

Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch

(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)

Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)

Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces

Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega

Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela

Self learning (auto-aprendizado)

Redes I ndash Ethernet 46

Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro

indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino

if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen

ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro

elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada

elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou

Filtragemencaminhamento

Redes I ndash Ethernet 47

Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D

Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro

para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3

Quadro recebido por D Quadro recebido por D

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEG

1123

12 3

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

Redes I ndash Ethernet 50

Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

Redes I ndash Ethernet 56

Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004

bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8

Page 6: Redes I – Ethernet 1 Ethernet (IEEE 802.3) Faculdade de Tecnologia Senac Pelotas Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores Prof. Eduardo Maroñas

Redes I ndash Ethernet 6

Camada de rede implementada no ldquoadaptadorrdquo (isto eacute NIC)Camada de rede implementada no ldquoadaptadorrdquo (isto eacute NIC) Cartatildeo Ethernet cartatildeo PCMCI cartatildeo 80211Cartatildeo Ethernet cartatildeo PCMCI cartatildeo 80211

Lado transmissorLado transmissor Encapsula o datagrama em um quadroEncapsula o datagrama em um quadro Adiciona bits de verificaccedilatildeo de erro rdt controle de fluxo etcAdiciona bits de verificaccedilatildeo de erro rdt controle de fluxo etc

Lado receptorLado receptor Procura erros rdt controle de fluxo etcProcura erros rdt controle de fluxo etc Extrai o datagrama passa para o lado receptorExtrai o datagrama passa para o lado receptor

Adaptador eacute semi-autocircnomoAdaptador eacute semi-autocircnomo

Camadas de enlace e fiacutesicaCamadas de enlace e fiacutesica

Comunicaccedilatildeo de adaptadores

Redes I ndash Ethernet 7

ObjetivoObjetivo detectar ldquoerrosrdquo (ex bits trocados) num segmento transmitido (nota usado detectar ldquoerrosrdquo (ex bits trocados) num segmento transmitido (nota usado apenasapenas na camada de transporte) na camada de transporte)

TransmissorTransmissor Trata o conteuacutedo de segmentos como sequumlecircncias de nuacutemeros inteiros de 16 bitsTrata o conteuacutedo de segmentos como sequumlecircncias de nuacutemeros inteiros de 16 bits Checksum adiccedilatildeo (soma em complemento de um) do Checksum adiccedilatildeo (soma em complemento de um) do conteuacutedo do segmento conteuacutedo do segmento Transmissor coloca o valor do checksum no campo checksum do UDPTransmissor coloca o valor do checksum no campo checksum do UDP

ReceptorReceptor Computa o checksum do segmento recebidoComputa o checksum do segmento recebido Verifica se o checksum calculado eacute igual ao valor do campo checksumVerifica se o checksum calculado eacute igual ao valor do campo checksum

NAtildeO mdash erro detectadoNAtildeO mdash erro detectado SIM mdash natildeo detectou erro SIM mdash natildeo detectou erro Mas talvez haja erros apesar dissoMas talvez haja erros apesar disso Depoishellip Depoishellip

Checksum da Internet

Exemplo de utilitaacuterio para verificaccedilatildeo de integridade - Exemplo de utilitaacuterio para verificaccedilatildeo de integridade - http1921682003softwarefsumzip

Redes I ndash Ethernet 8

Dois tipos de Dois tipos de enlacesenlaces

Ponto-a-ponto (fio Ponto-a-ponto (fio uacutenico uacutenico ex ex PPPPPP SLIP)SLIP)

Broadcast Broadcast (fio ou (fio ou meio meio compartilhado)compartilhado)

Ethernet Ethernet tradicionaltradicional

Upstream HFCUpstream HFC

80211 LAN sem 80211 LAN sem fiofio

Enlaces de acesso muacuteltiplo e protocolos

The Point-to-Point Protocol (PPP) ndash RFC 1661 - The Point-to-Point Protocol (PPP) ndash RFC 1661 - httpwwwietforgrfcrfc1661txt

Redes I ndash Ethernet 9

Canal de comunicaccedilatildeo uacutenico e compartilhado Canal de comunicaccedilatildeo uacutenico e compartilhado

Duas ou mais transmissotildees simultacircneas pelos noacutes interferecircncia Duas ou mais transmissotildees simultacircneas pelos noacutes interferecircncia

ColisatildeoColisatildeo se um noacute receber dois ou mais sinais ao mesmo tempo se um noacute receber dois ou mais sinais ao mesmo tempo

Protocolo de muacuteltiplo acessoProtocolo de muacuteltiplo acesso

Algoritmo distribuiacutedo que determina como as estaccedilotildees Algoritmo distribuiacutedo que determina como as estaccedilotildees compartilham o canal isto eacute determinam quando cada estaccedilatildeo compartilham o canal isto eacute determinam quando cada estaccedilatildeo pode transmitirpode transmitir

Comunicaccedilatildeo sobre o compartilhamento do canal deve utilizar Comunicaccedilatildeo sobre o compartilhamento do canal deve utilizar o proacuteprio canal o proacuteprio canal Nenhum canal fora-de-banda para coordenaccedilatildeoNenhum canal fora-de-banda para coordenaccedilatildeo

Protocolos de acesso muacuteltiplo

Redes I ndash Ethernet 10

Quando o noacute tem um pacote a enviarQuando o noacute tem um pacote a enviar Transmite com toda a taxa do canal RTransmite com toda a taxa do canal R Natildeo haacute uma regra de coordenaccedilatildeo Natildeo haacute uma regra de coordenaccedilatildeo a prioria priori entre os noacutes entre os noacutes

Dois ou mais noacutes transmitindo -gt ldquocolisatildeordquoDois ou mais noacutes transmitindo -gt ldquocolisatildeordquo

Protocolo MAC de acesso aleatoacuterioProtocolo MAC de acesso aleatoacuterio determina determina Como detectar colisotildeesComo detectar colisotildees Como as estaccedilotildees se recuperam das colisotildees (ex via Como as estaccedilotildees se recuperam das colisotildees (ex via retransmissotildees atrasadas)retransmissotildees atrasadas)

Exemplos de protocolos MAC de acesso aleatoacuterioExemplos de protocolos MAC de acesso aleatoacuterio slotted ALOHAslotted ALOHA ALOHAALOHA CSMA e CSMACDCSMA e CSMACD

Protocolos de acesso aleatoacuterio

Redes I ndash Ethernet 11

CSMACSMA escuta antes de transmitir escuta antes de transmitir

Se o canal parece vazio transmite o pacoteSe o canal parece vazio transmite o pacote

Se o canal estaacute ocupado adia a transmissatildeo Se o canal estaacute ocupado adia a transmissatildeo

Analogia humana natildeo interrompa os outrosAnalogia humana natildeo interrompa os outros

CSMA Carrier Sense Multiple Access

Redes I ndash Ethernet 12

CSMACDCSMACD detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA

Colisotildees Colisotildees detectadasdetectadas num tempo mais curto num tempo mais curto

Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o desperdiacutecio do desperdiacutecio do canal canal Detecccedilatildeo de colisatildeo Detecccedilatildeo de colisatildeo Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal comparaccedilatildeo dos comparaccedilatildeo dos sinais transmitidos e recebidossinais transmitidos e recebidos

Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto transmitindotransmitindo

Analogia humana o ldquobom de papordquo educadoAnalogia humana o ldquobom de papordquo educado

CSMACD (detecccedilatildeo de colisatildeo)

Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute necessaacuterionecessaacuterio

Redes I ndash Ethernet 13

Endereccedilos IP de 32-bit Endereccedilos IP de 32-bit

Endereccedilos da Endereccedilos da camada de rede camada de rede

Usados para levar o datagrama ateacute a rede de Usados para levar o datagrama ateacute a rede de destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)

Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico) Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico)

Usado para levar o datagrama de uma interface Usado para levar o datagrama de uma interface fiacutesica a outra fisicamente conectada com a fiacutesica a outra fisicamente conectada com a primeira (isto eacute na mesma rede) primeira (isto eacute na mesma rede)

Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de rederede

Endereccedilos de LAN e ARP

Redes I ndash Ethernet 14

A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo IEEEIEEE

O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo MAC (para assegurar a unicidade)MAC (para assegurar a unicidade)

AnalogiaAnalogia

(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG

(b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal (b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal

Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade

Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede para outra sem para outra sem reconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MACreconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MAC

Endereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevelEndereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevel

Depende da rede na qual se estaacute ligadoDepende da rede na qual se estaacute ligado

Endereccedilos de LAN (mais)

Redes I ndash Ethernet 15

Questatildeo como determinar o endereccedilo MAC de Bdado o endereccedilo IP de B Cada noacute IP (hospedeiro roteador) numa LAN tem um moacutedulo e uma tabela ARP Tabela ARP mapeamento de endereccedilos IPMAC para alguns noacutes da LAN lt endereccedilo IP endereccedilo MAC TTLgt

lt IP address MAC address TTLgt TTL (Time To Live) tempo depois do qual o mapeamento de endereccedilos seraacute esquecido (tipicamente 20 min)

ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)

Redes I ndash Ethernet 16

bullARP ARP (Address Resolution Protocol)(Address Resolution Protocol)bullProtocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo Protocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo

MAC correspondente ao endereccedilos IPMAC correspondente ao endereccedilos IPbullUtiliza transmissotildees em broadcastUtiliza transmissotildees em broadcast bullNecessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais Necessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais

(diretamente conectados) e entre hosts em (diretamente conectados) e entre hosts em diferentes redes (gateway)diferentes redes (gateway)

ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)

Redes I ndash Ethernet 17

Destino na mesma LANDestino na mesma LANDestino em outra LANDestino em outra LAN

Protocolo ARP

Redes I ndash Ethernet 18

Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo

Barato R$20 por 100 MbitsBarato R$20 por 100 Mbits

Primeira tecnologia de LAN largamente usadaPrimeira tecnologia de LAN largamente usada

Mais simples e mais barata que LANs com token e ATMMais simples e mais barata que LANs com token e ATM

Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (40Gbits e 100Gbits40Gbits e 100Gbits))

esboccedilo da Ethernetpor Bob Metcalfe

Ethernet (padratildeo IEEE 8023)

Redes I ndash Ethernet 19

Ethernet - Exemplo

Redes I ndash Ethernet 20

PadratildeoPadratildeo AnoAno FunccedilatildeoFunccedilatildeo

Exp EthernetExp Ethernet 19721972 294 Mbits - barramento de cabo coaxial294 Mbits - barramento de cabo coaxial

Ethernet II (DIX Ethernet II (DIX V20)V20)

19821982 10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)

IEEE 8023IEEE 8023 19831983 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC segue ao cabeccedilalho 8023)segue ao cabeccedilalho 8023)

IEEE 8023aIEEE 8023a 19851985 10BASE2 - Chipernet10BASE2 - Chipernet

IEEE 8023bIEEE 8023b 19851985 10BROAD3610BROAD36

IEEE 8023cIEEE 8023c 19851985 10Mbits repeater specification10Mbits repeater specification

IEEE 8023dIEEE 8023d 19871987 FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)

IEEE 8023eIEEE 8023e 19871987 1BASE5 Star LAN1BASE5 Star LAN

IEEE 8023iIEEE 8023i 19901990 10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair

IEEE 8023jIEEE 8023j 19931993 10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic

IEEE 8023uIEEE 8023u 19951995 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto sensesense

IEEE 8023xIEEE 8023x 19971997 Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)

IEEE 8023yIEEE 8023y 19981998 100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair

IEEE 8023zIEEE 8023z 19981998 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic

IEEE 8023 - 1998IEEE 8023 - 1998 19981998 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

Ethernet ndash Histoacuterico dos padrotildees

Redes I ndash Ethernet 21

IEEE 8023abIEEE 8023ab 19981998 1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado

IEEE 8023acIEEE 8023ac 19991999 Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade do 8021p do 8021p

IEEE 8023adIEEE 8023ad 20002000 Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link aggregation)aggregation)

IEEE 8023 - 2002IEEE 8023 - 2002 20022002 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

IEEE 8023aeIEEE 8023ae 20032003 10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -EW)EW)

IEEE 8023afIEEE 8023af 20032003 Power over EthernetPower over Ethernet

IEEE 8023ahIEEE 8023ah 20042004 Ethernet in the First (or last) mileEthernet in the First (or last) mile

IEEE 8023akIEEE 8023ak 20042004 10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable

IEEE 8023 - 2005IEEE 8023 - 2005 20052005 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

IEEE 8023anIEEE 8023an 20062006 10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)

IEEE 8023apIEEE 8023ap ExpExp Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Gbits)Gbits)

IEEE 8023aqIEEE 8023aq ExpExp 10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber

IEEE 8023arIEEE 8023ar ExpExp Congestion ManagementCongestion Management

IEEE 8023asIEEE 8023as ExpExp Frame ExpansionFrame Expansion

IEEE 8023atIEEE 8023at ExpExp Power over Ethernet enhancementsPower over Ethernet enhancements

IEEE 8023auIEEE 8023au ExpExp Isolation Requeriments for power over EthernetIsolation Requeriments for power over Ethernet

IEEE 8023avIEEE 8023av EstdoEstdo 10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)

Ethernet - ndash Histoacuterico dos padrotildees

Redes I ndash Ethernet 22

Topologia de bus popular em meados dos anos 90Topologia de bus popular em meados dos anos 90

Agora a topologia em estrela prevaleceAgora a topologia em estrela prevalece

Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)

Topologia em estrela

Redes I ndash Ethernet 23

Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro pacote de protocolo da camada de rede) num pacote de protocolo da camada de rede) num quadro Ethernetquadro Ethernet

PreacircmbuloPreacircmbulo

bull 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 1010101110101011

bull usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do receptorreceptor

Estrutura do quadro Ethernet

Redes I ndash Ethernet 24

EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes

Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede

TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)

CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado

Estrutura do quadro Ethernet

Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml

Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find

Redes I ndash Ethernet 25

bull Quadro EthernetQuadro Ethernet

Estrutura do quadro Ethernet

Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes

Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes

O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs

Redes I ndash Ethernet 26

bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast

bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast

bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast

bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos

ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes

Estrutura do quadro Ethernet

Redes I ndash Ethernet 27

Tipos de Transmissatildeo

bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)

receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-

FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF

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Tipos de Transmissatildeo

bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255

bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E

bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast

(RFC 1112) (RFC 1112)

bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0

RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt

IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator

Redes I ndash Ethernet 29

Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense

O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection

Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access

Ethernet usa CSMACD

Redes I ndash Ethernet 30

1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro

2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite

3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida

4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal

5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2

Algoritmo CSMACD da Ethernet

Redes I ndash Ethernet 31

Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa

Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit

Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023

Ethernet CSMACD

Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml

Redes I ndash Ethernet 32

bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo

bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas

11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex

bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)

Autonegociaccedilatildeo (NWay)

Redes I ndash Ethernet 33

bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado

bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc

bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto

bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X

Auto MDIMDI-X

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Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees

Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica

bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023

bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado

ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet

Redes I ndash Ethernet 35

10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais

ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela

bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo

bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo

ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex

bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex

Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml

Redes I ndash Ethernet 36

100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo

ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T

ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado

ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos

bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado

Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml

Redes I ndash Ethernet 37

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior

ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits

Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-

8100aspx8100aspx

Redes I ndash Ethernet 38

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T

Redes I ndash Ethernet 39

1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX

bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem

ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico

bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal

ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)

Redes I ndash Ethernet 40

Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10

Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN

bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui

ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra

bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits

Redes I ndash Ethernet 41

Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees

Hubs

Redes I ndash Ethernet 42

Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN

Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes

No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo

Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT

Interconexatildeo com hubs

Redes I ndash Ethernet 43

Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet

Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino

Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento

TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches

Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados

Switch

Redes I ndash Ethernet 44

Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento

Encaminhamento

Redes I ndash Ethernet 45

Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch

(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)

Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)

Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces

Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega

Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela

Self learning (auto-aprendizado)

Redes I ndash Ethernet 46

Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro

indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino

if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen

ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro

elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada

elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou

Filtragemencaminhamento

Redes I ndash Ethernet 47

Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D

Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro

para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3

Quadro recebido por D Quadro recebido por D

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEG

1123

12 3

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

Redes I ndash Ethernet 50

Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

Redes I ndash Ethernet 56

Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004

bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8

Page 7: Redes I – Ethernet 1 Ethernet (IEEE 802.3) Faculdade de Tecnologia Senac Pelotas Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores Prof. Eduardo Maroñas

Redes I ndash Ethernet 7

ObjetivoObjetivo detectar ldquoerrosrdquo (ex bits trocados) num segmento transmitido (nota usado detectar ldquoerrosrdquo (ex bits trocados) num segmento transmitido (nota usado apenasapenas na camada de transporte) na camada de transporte)

TransmissorTransmissor Trata o conteuacutedo de segmentos como sequumlecircncias de nuacutemeros inteiros de 16 bitsTrata o conteuacutedo de segmentos como sequumlecircncias de nuacutemeros inteiros de 16 bits Checksum adiccedilatildeo (soma em complemento de um) do Checksum adiccedilatildeo (soma em complemento de um) do conteuacutedo do segmento conteuacutedo do segmento Transmissor coloca o valor do checksum no campo checksum do UDPTransmissor coloca o valor do checksum no campo checksum do UDP

ReceptorReceptor Computa o checksum do segmento recebidoComputa o checksum do segmento recebido Verifica se o checksum calculado eacute igual ao valor do campo checksumVerifica se o checksum calculado eacute igual ao valor do campo checksum

NAtildeO mdash erro detectadoNAtildeO mdash erro detectado SIM mdash natildeo detectou erro SIM mdash natildeo detectou erro Mas talvez haja erros apesar dissoMas talvez haja erros apesar disso Depoishellip Depoishellip

Checksum da Internet

Exemplo de utilitaacuterio para verificaccedilatildeo de integridade - Exemplo de utilitaacuterio para verificaccedilatildeo de integridade - http1921682003softwarefsumzip

Redes I ndash Ethernet 8

Dois tipos de Dois tipos de enlacesenlaces

Ponto-a-ponto (fio Ponto-a-ponto (fio uacutenico uacutenico ex ex PPPPPP SLIP)SLIP)

Broadcast Broadcast (fio ou (fio ou meio meio compartilhado)compartilhado)

Ethernet Ethernet tradicionaltradicional

Upstream HFCUpstream HFC

80211 LAN sem 80211 LAN sem fiofio

Enlaces de acesso muacuteltiplo e protocolos

The Point-to-Point Protocol (PPP) ndash RFC 1661 - The Point-to-Point Protocol (PPP) ndash RFC 1661 - httpwwwietforgrfcrfc1661txt

Redes I ndash Ethernet 9

Canal de comunicaccedilatildeo uacutenico e compartilhado Canal de comunicaccedilatildeo uacutenico e compartilhado

Duas ou mais transmissotildees simultacircneas pelos noacutes interferecircncia Duas ou mais transmissotildees simultacircneas pelos noacutes interferecircncia

ColisatildeoColisatildeo se um noacute receber dois ou mais sinais ao mesmo tempo se um noacute receber dois ou mais sinais ao mesmo tempo

Protocolo de muacuteltiplo acessoProtocolo de muacuteltiplo acesso

Algoritmo distribuiacutedo que determina como as estaccedilotildees Algoritmo distribuiacutedo que determina como as estaccedilotildees compartilham o canal isto eacute determinam quando cada estaccedilatildeo compartilham o canal isto eacute determinam quando cada estaccedilatildeo pode transmitirpode transmitir

Comunicaccedilatildeo sobre o compartilhamento do canal deve utilizar Comunicaccedilatildeo sobre o compartilhamento do canal deve utilizar o proacuteprio canal o proacuteprio canal Nenhum canal fora-de-banda para coordenaccedilatildeoNenhum canal fora-de-banda para coordenaccedilatildeo

Protocolos de acesso muacuteltiplo

Redes I ndash Ethernet 10

Quando o noacute tem um pacote a enviarQuando o noacute tem um pacote a enviar Transmite com toda a taxa do canal RTransmite com toda a taxa do canal R Natildeo haacute uma regra de coordenaccedilatildeo Natildeo haacute uma regra de coordenaccedilatildeo a prioria priori entre os noacutes entre os noacutes

Dois ou mais noacutes transmitindo -gt ldquocolisatildeordquoDois ou mais noacutes transmitindo -gt ldquocolisatildeordquo

Protocolo MAC de acesso aleatoacuterioProtocolo MAC de acesso aleatoacuterio determina determina Como detectar colisotildeesComo detectar colisotildees Como as estaccedilotildees se recuperam das colisotildees (ex via Como as estaccedilotildees se recuperam das colisotildees (ex via retransmissotildees atrasadas)retransmissotildees atrasadas)

Exemplos de protocolos MAC de acesso aleatoacuterioExemplos de protocolos MAC de acesso aleatoacuterio slotted ALOHAslotted ALOHA ALOHAALOHA CSMA e CSMACDCSMA e CSMACD

Protocolos de acesso aleatoacuterio

Redes I ndash Ethernet 11

CSMACSMA escuta antes de transmitir escuta antes de transmitir

Se o canal parece vazio transmite o pacoteSe o canal parece vazio transmite o pacote

Se o canal estaacute ocupado adia a transmissatildeo Se o canal estaacute ocupado adia a transmissatildeo

Analogia humana natildeo interrompa os outrosAnalogia humana natildeo interrompa os outros

CSMA Carrier Sense Multiple Access

Redes I ndash Ethernet 12

CSMACDCSMACD detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA

Colisotildees Colisotildees detectadasdetectadas num tempo mais curto num tempo mais curto

Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o desperdiacutecio do desperdiacutecio do canal canal Detecccedilatildeo de colisatildeo Detecccedilatildeo de colisatildeo Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal comparaccedilatildeo dos comparaccedilatildeo dos sinais transmitidos e recebidossinais transmitidos e recebidos

Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto transmitindotransmitindo

Analogia humana o ldquobom de papordquo educadoAnalogia humana o ldquobom de papordquo educado

CSMACD (detecccedilatildeo de colisatildeo)

Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute necessaacuterionecessaacuterio

Redes I ndash Ethernet 13

Endereccedilos IP de 32-bit Endereccedilos IP de 32-bit

Endereccedilos da Endereccedilos da camada de rede camada de rede

Usados para levar o datagrama ateacute a rede de Usados para levar o datagrama ateacute a rede de destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)

Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico) Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico)

Usado para levar o datagrama de uma interface Usado para levar o datagrama de uma interface fiacutesica a outra fisicamente conectada com a fiacutesica a outra fisicamente conectada com a primeira (isto eacute na mesma rede) primeira (isto eacute na mesma rede)

Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de rederede

Endereccedilos de LAN e ARP

Redes I ndash Ethernet 14

A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo IEEEIEEE

O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo MAC (para assegurar a unicidade)MAC (para assegurar a unicidade)

AnalogiaAnalogia

(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG

(b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal (b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal

Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade

Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede para outra sem para outra sem reconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MACreconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MAC

Endereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevelEndereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevel

Depende da rede na qual se estaacute ligadoDepende da rede na qual se estaacute ligado

Endereccedilos de LAN (mais)

Redes I ndash Ethernet 15

Questatildeo como determinar o endereccedilo MAC de Bdado o endereccedilo IP de B Cada noacute IP (hospedeiro roteador) numa LAN tem um moacutedulo e uma tabela ARP Tabela ARP mapeamento de endereccedilos IPMAC para alguns noacutes da LAN lt endereccedilo IP endereccedilo MAC TTLgt

lt IP address MAC address TTLgt TTL (Time To Live) tempo depois do qual o mapeamento de endereccedilos seraacute esquecido (tipicamente 20 min)

ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)

Redes I ndash Ethernet 16

bullARP ARP (Address Resolution Protocol)(Address Resolution Protocol)bullProtocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo Protocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo

MAC correspondente ao endereccedilos IPMAC correspondente ao endereccedilos IPbullUtiliza transmissotildees em broadcastUtiliza transmissotildees em broadcast bullNecessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais Necessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais

(diretamente conectados) e entre hosts em (diretamente conectados) e entre hosts em diferentes redes (gateway)diferentes redes (gateway)

ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)

Redes I ndash Ethernet 17

Destino na mesma LANDestino na mesma LANDestino em outra LANDestino em outra LAN

Protocolo ARP

Redes I ndash Ethernet 18

Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo

Barato R$20 por 100 MbitsBarato R$20 por 100 Mbits

Primeira tecnologia de LAN largamente usadaPrimeira tecnologia de LAN largamente usada

Mais simples e mais barata que LANs com token e ATMMais simples e mais barata que LANs com token e ATM

Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (40Gbits e 100Gbits40Gbits e 100Gbits))

esboccedilo da Ethernetpor Bob Metcalfe

Ethernet (padratildeo IEEE 8023)

Redes I ndash Ethernet 19

Ethernet - Exemplo

Redes I ndash Ethernet 20

PadratildeoPadratildeo AnoAno FunccedilatildeoFunccedilatildeo

Exp EthernetExp Ethernet 19721972 294 Mbits - barramento de cabo coaxial294 Mbits - barramento de cabo coaxial

Ethernet II (DIX Ethernet II (DIX V20)V20)

19821982 10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)

IEEE 8023IEEE 8023 19831983 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC segue ao cabeccedilalho 8023)segue ao cabeccedilalho 8023)

IEEE 8023aIEEE 8023a 19851985 10BASE2 - Chipernet10BASE2 - Chipernet

IEEE 8023bIEEE 8023b 19851985 10BROAD3610BROAD36

IEEE 8023cIEEE 8023c 19851985 10Mbits repeater specification10Mbits repeater specification

IEEE 8023dIEEE 8023d 19871987 FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)

IEEE 8023eIEEE 8023e 19871987 1BASE5 Star LAN1BASE5 Star LAN

IEEE 8023iIEEE 8023i 19901990 10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair

IEEE 8023jIEEE 8023j 19931993 10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic

IEEE 8023uIEEE 8023u 19951995 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto sensesense

IEEE 8023xIEEE 8023x 19971997 Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)

IEEE 8023yIEEE 8023y 19981998 100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair

IEEE 8023zIEEE 8023z 19981998 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic

IEEE 8023 - 1998IEEE 8023 - 1998 19981998 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

Ethernet ndash Histoacuterico dos padrotildees

Redes I ndash Ethernet 21

IEEE 8023abIEEE 8023ab 19981998 1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado

IEEE 8023acIEEE 8023ac 19991999 Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade do 8021p do 8021p

IEEE 8023adIEEE 8023ad 20002000 Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link aggregation)aggregation)

IEEE 8023 - 2002IEEE 8023 - 2002 20022002 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

IEEE 8023aeIEEE 8023ae 20032003 10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -EW)EW)

IEEE 8023afIEEE 8023af 20032003 Power over EthernetPower over Ethernet

IEEE 8023ahIEEE 8023ah 20042004 Ethernet in the First (or last) mileEthernet in the First (or last) mile

IEEE 8023akIEEE 8023ak 20042004 10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable

IEEE 8023 - 2005IEEE 8023 - 2005 20052005 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

IEEE 8023anIEEE 8023an 20062006 10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)

IEEE 8023apIEEE 8023ap ExpExp Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Gbits)Gbits)

IEEE 8023aqIEEE 8023aq ExpExp 10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber

IEEE 8023arIEEE 8023ar ExpExp Congestion ManagementCongestion Management

IEEE 8023asIEEE 8023as ExpExp Frame ExpansionFrame Expansion

IEEE 8023atIEEE 8023at ExpExp Power over Ethernet enhancementsPower over Ethernet enhancements

IEEE 8023auIEEE 8023au ExpExp Isolation Requeriments for power over EthernetIsolation Requeriments for power over Ethernet

IEEE 8023avIEEE 8023av EstdoEstdo 10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)

Ethernet - ndash Histoacuterico dos padrotildees

Redes I ndash Ethernet 22

Topologia de bus popular em meados dos anos 90Topologia de bus popular em meados dos anos 90

Agora a topologia em estrela prevaleceAgora a topologia em estrela prevalece

Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)

Topologia em estrela

Redes I ndash Ethernet 23

Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro pacote de protocolo da camada de rede) num pacote de protocolo da camada de rede) num quadro Ethernetquadro Ethernet

PreacircmbuloPreacircmbulo

bull 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 1010101110101011

bull usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do receptorreceptor

Estrutura do quadro Ethernet

Redes I ndash Ethernet 24

EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes

Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede

TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)

CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado

Estrutura do quadro Ethernet

Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml

Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find

Redes I ndash Ethernet 25

bull Quadro EthernetQuadro Ethernet

Estrutura do quadro Ethernet

Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes

Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes

O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs

Redes I ndash Ethernet 26

bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast

bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast

bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast

bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos

ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes

Estrutura do quadro Ethernet

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Tipos de Transmissatildeo

bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)

receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-

FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF

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Tipos de Transmissatildeo

bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255

bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E

bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast

(RFC 1112) (RFC 1112)

bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0

RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt

IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator

Redes I ndash Ethernet 29

Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense

O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection

Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access

Ethernet usa CSMACD

Redes I ndash Ethernet 30

1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro

2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite

3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida

4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal

5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2

Algoritmo CSMACD da Ethernet

Redes I ndash Ethernet 31

Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa

Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit

Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023

Ethernet CSMACD

Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml

Redes I ndash Ethernet 32

bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo

bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas

11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex

bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)

Autonegociaccedilatildeo (NWay)

Redes I ndash Ethernet 33

bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado

bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc

bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto

bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X

Auto MDIMDI-X

Redes I ndash Ethernet 34

Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees

Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica

bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023

bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado

ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet

Redes I ndash Ethernet 35

10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais

ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela

bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo

bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo

ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex

bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex

Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml

Redes I ndash Ethernet 36

100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo

ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T

ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado

ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos

bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado

Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml

Redes I ndash Ethernet 37

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior

ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits

Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-

8100aspx8100aspx

Redes I ndash Ethernet 38

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T

Redes I ndash Ethernet 39

1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX

bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem

ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico

bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal

ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)

Redes I ndash Ethernet 40

Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10

Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN

bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui

ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra

bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits

Redes I ndash Ethernet 41

Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees

Hubs

Redes I ndash Ethernet 42

Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN

Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes

No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo

Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT

Interconexatildeo com hubs

Redes I ndash Ethernet 43

Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet

Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino

Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento

TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches

Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados

Switch

Redes I ndash Ethernet 44

Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento

Encaminhamento

Redes I ndash Ethernet 45

Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch

(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)

Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)

Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces

Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega

Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela

Self learning (auto-aprendizado)

Redes I ndash Ethernet 46

Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro

indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino

if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen

ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro

elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada

elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou

Filtragemencaminhamento

Redes I ndash Ethernet 47

Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D

Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro

para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3

Quadro recebido por D Quadro recebido por D

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEG

1123

12 3

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

Redes I ndash Ethernet 50

Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

Redes I ndash Ethernet 56

Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004

bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8

Page 8: Redes I – Ethernet 1 Ethernet (IEEE 802.3) Faculdade de Tecnologia Senac Pelotas Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores Prof. Eduardo Maroñas

Redes I ndash Ethernet 8

Dois tipos de Dois tipos de enlacesenlaces

Ponto-a-ponto (fio Ponto-a-ponto (fio uacutenico uacutenico ex ex PPPPPP SLIP)SLIP)

Broadcast Broadcast (fio ou (fio ou meio meio compartilhado)compartilhado)

Ethernet Ethernet tradicionaltradicional

Upstream HFCUpstream HFC

80211 LAN sem 80211 LAN sem fiofio

Enlaces de acesso muacuteltiplo e protocolos

The Point-to-Point Protocol (PPP) ndash RFC 1661 - The Point-to-Point Protocol (PPP) ndash RFC 1661 - httpwwwietforgrfcrfc1661txt

Redes I ndash Ethernet 9

Canal de comunicaccedilatildeo uacutenico e compartilhado Canal de comunicaccedilatildeo uacutenico e compartilhado

Duas ou mais transmissotildees simultacircneas pelos noacutes interferecircncia Duas ou mais transmissotildees simultacircneas pelos noacutes interferecircncia

ColisatildeoColisatildeo se um noacute receber dois ou mais sinais ao mesmo tempo se um noacute receber dois ou mais sinais ao mesmo tempo

Protocolo de muacuteltiplo acessoProtocolo de muacuteltiplo acesso

Algoritmo distribuiacutedo que determina como as estaccedilotildees Algoritmo distribuiacutedo que determina como as estaccedilotildees compartilham o canal isto eacute determinam quando cada estaccedilatildeo compartilham o canal isto eacute determinam quando cada estaccedilatildeo pode transmitirpode transmitir

Comunicaccedilatildeo sobre o compartilhamento do canal deve utilizar Comunicaccedilatildeo sobre o compartilhamento do canal deve utilizar o proacuteprio canal o proacuteprio canal Nenhum canal fora-de-banda para coordenaccedilatildeoNenhum canal fora-de-banda para coordenaccedilatildeo

Protocolos de acesso muacuteltiplo

Redes I ndash Ethernet 10

Quando o noacute tem um pacote a enviarQuando o noacute tem um pacote a enviar Transmite com toda a taxa do canal RTransmite com toda a taxa do canal R Natildeo haacute uma regra de coordenaccedilatildeo Natildeo haacute uma regra de coordenaccedilatildeo a prioria priori entre os noacutes entre os noacutes

Dois ou mais noacutes transmitindo -gt ldquocolisatildeordquoDois ou mais noacutes transmitindo -gt ldquocolisatildeordquo

Protocolo MAC de acesso aleatoacuterioProtocolo MAC de acesso aleatoacuterio determina determina Como detectar colisotildeesComo detectar colisotildees Como as estaccedilotildees se recuperam das colisotildees (ex via Como as estaccedilotildees se recuperam das colisotildees (ex via retransmissotildees atrasadas)retransmissotildees atrasadas)

Exemplos de protocolos MAC de acesso aleatoacuterioExemplos de protocolos MAC de acesso aleatoacuterio slotted ALOHAslotted ALOHA ALOHAALOHA CSMA e CSMACDCSMA e CSMACD

Protocolos de acesso aleatoacuterio

Redes I ndash Ethernet 11

CSMACSMA escuta antes de transmitir escuta antes de transmitir

Se o canal parece vazio transmite o pacoteSe o canal parece vazio transmite o pacote

Se o canal estaacute ocupado adia a transmissatildeo Se o canal estaacute ocupado adia a transmissatildeo

Analogia humana natildeo interrompa os outrosAnalogia humana natildeo interrompa os outros

CSMA Carrier Sense Multiple Access

Redes I ndash Ethernet 12

CSMACDCSMACD detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA

Colisotildees Colisotildees detectadasdetectadas num tempo mais curto num tempo mais curto

Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o desperdiacutecio do desperdiacutecio do canal canal Detecccedilatildeo de colisatildeo Detecccedilatildeo de colisatildeo Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal comparaccedilatildeo dos comparaccedilatildeo dos sinais transmitidos e recebidossinais transmitidos e recebidos

Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto transmitindotransmitindo

Analogia humana o ldquobom de papordquo educadoAnalogia humana o ldquobom de papordquo educado

CSMACD (detecccedilatildeo de colisatildeo)

Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute necessaacuterionecessaacuterio

Redes I ndash Ethernet 13

Endereccedilos IP de 32-bit Endereccedilos IP de 32-bit

Endereccedilos da Endereccedilos da camada de rede camada de rede

Usados para levar o datagrama ateacute a rede de Usados para levar o datagrama ateacute a rede de destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)

Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico) Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico)

Usado para levar o datagrama de uma interface Usado para levar o datagrama de uma interface fiacutesica a outra fisicamente conectada com a fiacutesica a outra fisicamente conectada com a primeira (isto eacute na mesma rede) primeira (isto eacute na mesma rede)

Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de rederede

Endereccedilos de LAN e ARP

Redes I ndash Ethernet 14

A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo IEEEIEEE

O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo MAC (para assegurar a unicidade)MAC (para assegurar a unicidade)

AnalogiaAnalogia

(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG

(b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal (b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal

Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade

Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede para outra sem para outra sem reconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MACreconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MAC

Endereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevelEndereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevel

Depende da rede na qual se estaacute ligadoDepende da rede na qual se estaacute ligado

Endereccedilos de LAN (mais)

Redes I ndash Ethernet 15

Questatildeo como determinar o endereccedilo MAC de Bdado o endereccedilo IP de B Cada noacute IP (hospedeiro roteador) numa LAN tem um moacutedulo e uma tabela ARP Tabela ARP mapeamento de endereccedilos IPMAC para alguns noacutes da LAN lt endereccedilo IP endereccedilo MAC TTLgt

lt IP address MAC address TTLgt TTL (Time To Live) tempo depois do qual o mapeamento de endereccedilos seraacute esquecido (tipicamente 20 min)

ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)

Redes I ndash Ethernet 16

bullARP ARP (Address Resolution Protocol)(Address Resolution Protocol)bullProtocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo Protocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo

MAC correspondente ao endereccedilos IPMAC correspondente ao endereccedilos IPbullUtiliza transmissotildees em broadcastUtiliza transmissotildees em broadcast bullNecessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais Necessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais

(diretamente conectados) e entre hosts em (diretamente conectados) e entre hosts em diferentes redes (gateway)diferentes redes (gateway)

ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)

Redes I ndash Ethernet 17

Destino na mesma LANDestino na mesma LANDestino em outra LANDestino em outra LAN

Protocolo ARP

Redes I ndash Ethernet 18

Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo

Barato R$20 por 100 MbitsBarato R$20 por 100 Mbits

Primeira tecnologia de LAN largamente usadaPrimeira tecnologia de LAN largamente usada

Mais simples e mais barata que LANs com token e ATMMais simples e mais barata que LANs com token e ATM

Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (40Gbits e 100Gbits40Gbits e 100Gbits))

esboccedilo da Ethernetpor Bob Metcalfe

Ethernet (padratildeo IEEE 8023)

Redes I ndash Ethernet 19

Ethernet - Exemplo

Redes I ndash Ethernet 20

PadratildeoPadratildeo AnoAno FunccedilatildeoFunccedilatildeo

Exp EthernetExp Ethernet 19721972 294 Mbits - barramento de cabo coaxial294 Mbits - barramento de cabo coaxial

Ethernet II (DIX Ethernet II (DIX V20)V20)

19821982 10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)

IEEE 8023IEEE 8023 19831983 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC segue ao cabeccedilalho 8023)segue ao cabeccedilalho 8023)

IEEE 8023aIEEE 8023a 19851985 10BASE2 - Chipernet10BASE2 - Chipernet

IEEE 8023bIEEE 8023b 19851985 10BROAD3610BROAD36

IEEE 8023cIEEE 8023c 19851985 10Mbits repeater specification10Mbits repeater specification

IEEE 8023dIEEE 8023d 19871987 FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)

IEEE 8023eIEEE 8023e 19871987 1BASE5 Star LAN1BASE5 Star LAN

IEEE 8023iIEEE 8023i 19901990 10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair

IEEE 8023jIEEE 8023j 19931993 10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic

IEEE 8023uIEEE 8023u 19951995 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto sensesense

IEEE 8023xIEEE 8023x 19971997 Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)

IEEE 8023yIEEE 8023y 19981998 100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair

IEEE 8023zIEEE 8023z 19981998 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic

IEEE 8023 - 1998IEEE 8023 - 1998 19981998 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

Ethernet ndash Histoacuterico dos padrotildees

Redes I ndash Ethernet 21

IEEE 8023abIEEE 8023ab 19981998 1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado

IEEE 8023acIEEE 8023ac 19991999 Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade do 8021p do 8021p

IEEE 8023adIEEE 8023ad 20002000 Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link aggregation)aggregation)

IEEE 8023 - 2002IEEE 8023 - 2002 20022002 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

IEEE 8023aeIEEE 8023ae 20032003 10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -EW)EW)

IEEE 8023afIEEE 8023af 20032003 Power over EthernetPower over Ethernet

IEEE 8023ahIEEE 8023ah 20042004 Ethernet in the First (or last) mileEthernet in the First (or last) mile

IEEE 8023akIEEE 8023ak 20042004 10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable

IEEE 8023 - 2005IEEE 8023 - 2005 20052005 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

IEEE 8023anIEEE 8023an 20062006 10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)

IEEE 8023apIEEE 8023ap ExpExp Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Gbits)Gbits)

IEEE 8023aqIEEE 8023aq ExpExp 10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber

IEEE 8023arIEEE 8023ar ExpExp Congestion ManagementCongestion Management

IEEE 8023asIEEE 8023as ExpExp Frame ExpansionFrame Expansion

IEEE 8023atIEEE 8023at ExpExp Power over Ethernet enhancementsPower over Ethernet enhancements

IEEE 8023auIEEE 8023au ExpExp Isolation Requeriments for power over EthernetIsolation Requeriments for power over Ethernet

IEEE 8023avIEEE 8023av EstdoEstdo 10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)

Ethernet - ndash Histoacuterico dos padrotildees

Redes I ndash Ethernet 22

Topologia de bus popular em meados dos anos 90Topologia de bus popular em meados dos anos 90

Agora a topologia em estrela prevaleceAgora a topologia em estrela prevalece

Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)

Topologia em estrela

Redes I ndash Ethernet 23

Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro pacote de protocolo da camada de rede) num pacote de protocolo da camada de rede) num quadro Ethernetquadro Ethernet

PreacircmbuloPreacircmbulo

bull 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 1010101110101011

bull usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do receptorreceptor

Estrutura do quadro Ethernet

Redes I ndash Ethernet 24

EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes

Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede

TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)

CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado

Estrutura do quadro Ethernet

Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml

Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find

Redes I ndash Ethernet 25

bull Quadro EthernetQuadro Ethernet

Estrutura do quadro Ethernet

Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes

Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes

O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs

Redes I ndash Ethernet 26

bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast

bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast

bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast

bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos

ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes

Estrutura do quadro Ethernet

Redes I ndash Ethernet 27

Tipos de Transmissatildeo

bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)

receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-

FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF

Redes I ndash Ethernet 28

Tipos de Transmissatildeo

bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255

bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E

bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast

(RFC 1112) (RFC 1112)

bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0

RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt

IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator

Redes I ndash Ethernet 29

Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense

O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection

Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access

Ethernet usa CSMACD

Redes I ndash Ethernet 30

1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro

2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite

3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida

4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal

5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2

Algoritmo CSMACD da Ethernet

Redes I ndash Ethernet 31

Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa

Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit

Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023

Ethernet CSMACD

Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml

Redes I ndash Ethernet 32

bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo

bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas

11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex

bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)

Autonegociaccedilatildeo (NWay)

Redes I ndash Ethernet 33

bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado

bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc

bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto

bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X

Auto MDIMDI-X

Redes I ndash Ethernet 34

Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees

Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica

bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023

bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado

ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet

Redes I ndash Ethernet 35

10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais

ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela

bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo

bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo

ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex

bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex

Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml

Redes I ndash Ethernet 36

100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo

ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T

ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado

ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos

bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado

Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml

Redes I ndash Ethernet 37

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior

ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits

Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-

8100aspx8100aspx

Redes I ndash Ethernet 38

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T

Redes I ndash Ethernet 39

1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX

bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem

ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico

bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal

ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)

Redes I ndash Ethernet 40

Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10

Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN

bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui

ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra

bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits

Redes I ndash Ethernet 41

Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees

Hubs

Redes I ndash Ethernet 42

Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN

Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes

No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo

Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT

Interconexatildeo com hubs

Redes I ndash Ethernet 43

Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet

Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino

Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento

TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches

Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados

Switch

Redes I ndash Ethernet 44

Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento

Encaminhamento

Redes I ndash Ethernet 45

Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch

(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)

Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)

Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces

Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega

Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela

Self learning (auto-aprendizado)

Redes I ndash Ethernet 46

Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro

indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino

if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen

ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro

elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada

elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou

Filtragemencaminhamento

Redes I ndash Ethernet 47

Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D

Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro

para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3

Quadro recebido por D Quadro recebido por D

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEG

1123

12 3

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

Redes I ndash Ethernet 50

Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

Redes I ndash Ethernet 56

Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004

bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8

Page 9: Redes I – Ethernet 1 Ethernet (IEEE 802.3) Faculdade de Tecnologia Senac Pelotas Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores Prof. Eduardo Maroñas

Redes I ndash Ethernet 9

Canal de comunicaccedilatildeo uacutenico e compartilhado Canal de comunicaccedilatildeo uacutenico e compartilhado

Duas ou mais transmissotildees simultacircneas pelos noacutes interferecircncia Duas ou mais transmissotildees simultacircneas pelos noacutes interferecircncia

ColisatildeoColisatildeo se um noacute receber dois ou mais sinais ao mesmo tempo se um noacute receber dois ou mais sinais ao mesmo tempo

Protocolo de muacuteltiplo acessoProtocolo de muacuteltiplo acesso

Algoritmo distribuiacutedo que determina como as estaccedilotildees Algoritmo distribuiacutedo que determina como as estaccedilotildees compartilham o canal isto eacute determinam quando cada estaccedilatildeo compartilham o canal isto eacute determinam quando cada estaccedilatildeo pode transmitirpode transmitir

Comunicaccedilatildeo sobre o compartilhamento do canal deve utilizar Comunicaccedilatildeo sobre o compartilhamento do canal deve utilizar o proacuteprio canal o proacuteprio canal Nenhum canal fora-de-banda para coordenaccedilatildeoNenhum canal fora-de-banda para coordenaccedilatildeo

Protocolos de acesso muacuteltiplo

Redes I ndash Ethernet 10

Quando o noacute tem um pacote a enviarQuando o noacute tem um pacote a enviar Transmite com toda a taxa do canal RTransmite com toda a taxa do canal R Natildeo haacute uma regra de coordenaccedilatildeo Natildeo haacute uma regra de coordenaccedilatildeo a prioria priori entre os noacutes entre os noacutes

Dois ou mais noacutes transmitindo -gt ldquocolisatildeordquoDois ou mais noacutes transmitindo -gt ldquocolisatildeordquo

Protocolo MAC de acesso aleatoacuterioProtocolo MAC de acesso aleatoacuterio determina determina Como detectar colisotildeesComo detectar colisotildees Como as estaccedilotildees se recuperam das colisotildees (ex via Como as estaccedilotildees se recuperam das colisotildees (ex via retransmissotildees atrasadas)retransmissotildees atrasadas)

Exemplos de protocolos MAC de acesso aleatoacuterioExemplos de protocolos MAC de acesso aleatoacuterio slotted ALOHAslotted ALOHA ALOHAALOHA CSMA e CSMACDCSMA e CSMACD

Protocolos de acesso aleatoacuterio

Redes I ndash Ethernet 11

CSMACSMA escuta antes de transmitir escuta antes de transmitir

Se o canal parece vazio transmite o pacoteSe o canal parece vazio transmite o pacote

Se o canal estaacute ocupado adia a transmissatildeo Se o canal estaacute ocupado adia a transmissatildeo

Analogia humana natildeo interrompa os outrosAnalogia humana natildeo interrompa os outros

CSMA Carrier Sense Multiple Access

Redes I ndash Ethernet 12

CSMACDCSMACD detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA

Colisotildees Colisotildees detectadasdetectadas num tempo mais curto num tempo mais curto

Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o desperdiacutecio do desperdiacutecio do canal canal Detecccedilatildeo de colisatildeo Detecccedilatildeo de colisatildeo Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal comparaccedilatildeo dos comparaccedilatildeo dos sinais transmitidos e recebidossinais transmitidos e recebidos

Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto transmitindotransmitindo

Analogia humana o ldquobom de papordquo educadoAnalogia humana o ldquobom de papordquo educado

CSMACD (detecccedilatildeo de colisatildeo)

Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute necessaacuterionecessaacuterio

Redes I ndash Ethernet 13

Endereccedilos IP de 32-bit Endereccedilos IP de 32-bit

Endereccedilos da Endereccedilos da camada de rede camada de rede

Usados para levar o datagrama ateacute a rede de Usados para levar o datagrama ateacute a rede de destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)

Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico) Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico)

Usado para levar o datagrama de uma interface Usado para levar o datagrama de uma interface fiacutesica a outra fisicamente conectada com a fiacutesica a outra fisicamente conectada com a primeira (isto eacute na mesma rede) primeira (isto eacute na mesma rede)

Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de rederede

Endereccedilos de LAN e ARP

Redes I ndash Ethernet 14

A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo IEEEIEEE

O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo MAC (para assegurar a unicidade)MAC (para assegurar a unicidade)

AnalogiaAnalogia

(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG

(b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal (b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal

Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade

Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede para outra sem para outra sem reconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MACreconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MAC

Endereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevelEndereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevel

Depende da rede na qual se estaacute ligadoDepende da rede na qual se estaacute ligado

Endereccedilos de LAN (mais)

Redes I ndash Ethernet 15

Questatildeo como determinar o endereccedilo MAC de Bdado o endereccedilo IP de B Cada noacute IP (hospedeiro roteador) numa LAN tem um moacutedulo e uma tabela ARP Tabela ARP mapeamento de endereccedilos IPMAC para alguns noacutes da LAN lt endereccedilo IP endereccedilo MAC TTLgt

lt IP address MAC address TTLgt TTL (Time To Live) tempo depois do qual o mapeamento de endereccedilos seraacute esquecido (tipicamente 20 min)

ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)

Redes I ndash Ethernet 16

bullARP ARP (Address Resolution Protocol)(Address Resolution Protocol)bullProtocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo Protocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo

MAC correspondente ao endereccedilos IPMAC correspondente ao endereccedilos IPbullUtiliza transmissotildees em broadcastUtiliza transmissotildees em broadcast bullNecessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais Necessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais

(diretamente conectados) e entre hosts em (diretamente conectados) e entre hosts em diferentes redes (gateway)diferentes redes (gateway)

ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)

Redes I ndash Ethernet 17

Destino na mesma LANDestino na mesma LANDestino em outra LANDestino em outra LAN

Protocolo ARP

Redes I ndash Ethernet 18

Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo

Barato R$20 por 100 MbitsBarato R$20 por 100 Mbits

Primeira tecnologia de LAN largamente usadaPrimeira tecnologia de LAN largamente usada

Mais simples e mais barata que LANs com token e ATMMais simples e mais barata que LANs com token e ATM

Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (40Gbits e 100Gbits40Gbits e 100Gbits))

esboccedilo da Ethernetpor Bob Metcalfe

Ethernet (padratildeo IEEE 8023)

Redes I ndash Ethernet 19

Ethernet - Exemplo

Redes I ndash Ethernet 20

PadratildeoPadratildeo AnoAno FunccedilatildeoFunccedilatildeo

Exp EthernetExp Ethernet 19721972 294 Mbits - barramento de cabo coaxial294 Mbits - barramento de cabo coaxial

Ethernet II (DIX Ethernet II (DIX V20)V20)

19821982 10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)

IEEE 8023IEEE 8023 19831983 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC segue ao cabeccedilalho 8023)segue ao cabeccedilalho 8023)

IEEE 8023aIEEE 8023a 19851985 10BASE2 - Chipernet10BASE2 - Chipernet

IEEE 8023bIEEE 8023b 19851985 10BROAD3610BROAD36

IEEE 8023cIEEE 8023c 19851985 10Mbits repeater specification10Mbits repeater specification

IEEE 8023dIEEE 8023d 19871987 FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)

IEEE 8023eIEEE 8023e 19871987 1BASE5 Star LAN1BASE5 Star LAN

IEEE 8023iIEEE 8023i 19901990 10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair

IEEE 8023jIEEE 8023j 19931993 10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic

IEEE 8023uIEEE 8023u 19951995 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto sensesense

IEEE 8023xIEEE 8023x 19971997 Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)

IEEE 8023yIEEE 8023y 19981998 100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair

IEEE 8023zIEEE 8023z 19981998 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic

IEEE 8023 - 1998IEEE 8023 - 1998 19981998 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

Ethernet ndash Histoacuterico dos padrotildees

Redes I ndash Ethernet 21

IEEE 8023abIEEE 8023ab 19981998 1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado

IEEE 8023acIEEE 8023ac 19991999 Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade do 8021p do 8021p

IEEE 8023adIEEE 8023ad 20002000 Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link aggregation)aggregation)

IEEE 8023 - 2002IEEE 8023 - 2002 20022002 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

IEEE 8023aeIEEE 8023ae 20032003 10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -EW)EW)

IEEE 8023afIEEE 8023af 20032003 Power over EthernetPower over Ethernet

IEEE 8023ahIEEE 8023ah 20042004 Ethernet in the First (or last) mileEthernet in the First (or last) mile

IEEE 8023akIEEE 8023ak 20042004 10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable

IEEE 8023 - 2005IEEE 8023 - 2005 20052005 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

IEEE 8023anIEEE 8023an 20062006 10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)

IEEE 8023apIEEE 8023ap ExpExp Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Gbits)Gbits)

IEEE 8023aqIEEE 8023aq ExpExp 10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber

IEEE 8023arIEEE 8023ar ExpExp Congestion ManagementCongestion Management

IEEE 8023asIEEE 8023as ExpExp Frame ExpansionFrame Expansion

IEEE 8023atIEEE 8023at ExpExp Power over Ethernet enhancementsPower over Ethernet enhancements

IEEE 8023auIEEE 8023au ExpExp Isolation Requeriments for power over EthernetIsolation Requeriments for power over Ethernet

IEEE 8023avIEEE 8023av EstdoEstdo 10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)

Ethernet - ndash Histoacuterico dos padrotildees

Redes I ndash Ethernet 22

Topologia de bus popular em meados dos anos 90Topologia de bus popular em meados dos anos 90

Agora a topologia em estrela prevaleceAgora a topologia em estrela prevalece

Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)

Topologia em estrela

Redes I ndash Ethernet 23

Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro pacote de protocolo da camada de rede) num pacote de protocolo da camada de rede) num quadro Ethernetquadro Ethernet

PreacircmbuloPreacircmbulo

bull 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 1010101110101011

bull usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do receptorreceptor

Estrutura do quadro Ethernet

Redes I ndash Ethernet 24

EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes

Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede

TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)

CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado

Estrutura do quadro Ethernet

Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml

Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find

Redes I ndash Ethernet 25

bull Quadro EthernetQuadro Ethernet

Estrutura do quadro Ethernet

Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes

Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes

O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs

Redes I ndash Ethernet 26

bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast

bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast

bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast

bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos

ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes

Estrutura do quadro Ethernet

Redes I ndash Ethernet 27

Tipos de Transmissatildeo

bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)

receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-

FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF

Redes I ndash Ethernet 28

Tipos de Transmissatildeo

bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255

bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E

bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast

(RFC 1112) (RFC 1112)

bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0

RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt

IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator

Redes I ndash Ethernet 29

Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense

O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection

Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access

Ethernet usa CSMACD

Redes I ndash Ethernet 30

1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro

2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite

3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida

4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal

5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2

Algoritmo CSMACD da Ethernet

Redes I ndash Ethernet 31

Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa

Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit

Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023

Ethernet CSMACD

Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml

Redes I ndash Ethernet 32

bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo

bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas

11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex

bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)

Autonegociaccedilatildeo (NWay)

Redes I ndash Ethernet 33

bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado

bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc

bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto

bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X

Auto MDIMDI-X

Redes I ndash Ethernet 34

Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees

Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica

bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023

bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado

ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet

Redes I ndash Ethernet 35

10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais

ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela

bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo

bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo

ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex

bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex

Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml

Redes I ndash Ethernet 36

100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo

ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T

ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado

ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos

bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado

Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml

Redes I ndash Ethernet 37

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior

ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits

Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-

8100aspx8100aspx

Redes I ndash Ethernet 38

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T

Redes I ndash Ethernet 39

1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX

bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem

ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico

bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal

ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)

Redes I ndash Ethernet 40

Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10

Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN

bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui

ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra

bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits

Redes I ndash Ethernet 41

Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees

Hubs

Redes I ndash Ethernet 42

Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN

Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes

No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo

Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT

Interconexatildeo com hubs

Redes I ndash Ethernet 43

Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet

Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino

Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento

TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches

Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados

Switch

Redes I ndash Ethernet 44

Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento

Encaminhamento

Redes I ndash Ethernet 45

Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch

(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)

Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)

Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces

Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega

Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela

Self learning (auto-aprendizado)

Redes I ndash Ethernet 46

Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro

indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino

if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen

ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro

elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada

elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou

Filtragemencaminhamento

Redes I ndash Ethernet 47

Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D

Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro

para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3

Quadro recebido por D Quadro recebido por D

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEG

1123

12 3

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

Redes I ndash Ethernet 50

Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

Redes I ndash Ethernet 56

Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004

bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8

Page 10: Redes I – Ethernet 1 Ethernet (IEEE 802.3) Faculdade de Tecnologia Senac Pelotas Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores Prof. Eduardo Maroñas

Redes I ndash Ethernet 10

Quando o noacute tem um pacote a enviarQuando o noacute tem um pacote a enviar Transmite com toda a taxa do canal RTransmite com toda a taxa do canal R Natildeo haacute uma regra de coordenaccedilatildeo Natildeo haacute uma regra de coordenaccedilatildeo a prioria priori entre os noacutes entre os noacutes

Dois ou mais noacutes transmitindo -gt ldquocolisatildeordquoDois ou mais noacutes transmitindo -gt ldquocolisatildeordquo

Protocolo MAC de acesso aleatoacuterioProtocolo MAC de acesso aleatoacuterio determina determina Como detectar colisotildeesComo detectar colisotildees Como as estaccedilotildees se recuperam das colisotildees (ex via Como as estaccedilotildees se recuperam das colisotildees (ex via retransmissotildees atrasadas)retransmissotildees atrasadas)

Exemplos de protocolos MAC de acesso aleatoacuterioExemplos de protocolos MAC de acesso aleatoacuterio slotted ALOHAslotted ALOHA ALOHAALOHA CSMA e CSMACDCSMA e CSMACD

Protocolos de acesso aleatoacuterio

Redes I ndash Ethernet 11

CSMACSMA escuta antes de transmitir escuta antes de transmitir

Se o canal parece vazio transmite o pacoteSe o canal parece vazio transmite o pacote

Se o canal estaacute ocupado adia a transmissatildeo Se o canal estaacute ocupado adia a transmissatildeo

Analogia humana natildeo interrompa os outrosAnalogia humana natildeo interrompa os outros

CSMA Carrier Sense Multiple Access

Redes I ndash Ethernet 12

CSMACDCSMACD detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA

Colisotildees Colisotildees detectadasdetectadas num tempo mais curto num tempo mais curto

Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o desperdiacutecio do desperdiacutecio do canal canal Detecccedilatildeo de colisatildeo Detecccedilatildeo de colisatildeo Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal comparaccedilatildeo dos comparaccedilatildeo dos sinais transmitidos e recebidossinais transmitidos e recebidos

Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto transmitindotransmitindo

Analogia humana o ldquobom de papordquo educadoAnalogia humana o ldquobom de papordquo educado

CSMACD (detecccedilatildeo de colisatildeo)

Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute necessaacuterionecessaacuterio

Redes I ndash Ethernet 13

Endereccedilos IP de 32-bit Endereccedilos IP de 32-bit

Endereccedilos da Endereccedilos da camada de rede camada de rede

Usados para levar o datagrama ateacute a rede de Usados para levar o datagrama ateacute a rede de destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)

Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico) Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico)

Usado para levar o datagrama de uma interface Usado para levar o datagrama de uma interface fiacutesica a outra fisicamente conectada com a fiacutesica a outra fisicamente conectada com a primeira (isto eacute na mesma rede) primeira (isto eacute na mesma rede)

Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de rederede

Endereccedilos de LAN e ARP

Redes I ndash Ethernet 14

A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo IEEEIEEE

O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo MAC (para assegurar a unicidade)MAC (para assegurar a unicidade)

AnalogiaAnalogia

(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG

(b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal (b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal

Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade

Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede para outra sem para outra sem reconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MACreconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MAC

Endereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevelEndereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevel

Depende da rede na qual se estaacute ligadoDepende da rede na qual se estaacute ligado

Endereccedilos de LAN (mais)

Redes I ndash Ethernet 15

Questatildeo como determinar o endereccedilo MAC de Bdado o endereccedilo IP de B Cada noacute IP (hospedeiro roteador) numa LAN tem um moacutedulo e uma tabela ARP Tabela ARP mapeamento de endereccedilos IPMAC para alguns noacutes da LAN lt endereccedilo IP endereccedilo MAC TTLgt

lt IP address MAC address TTLgt TTL (Time To Live) tempo depois do qual o mapeamento de endereccedilos seraacute esquecido (tipicamente 20 min)

ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)

Redes I ndash Ethernet 16

bullARP ARP (Address Resolution Protocol)(Address Resolution Protocol)bullProtocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo Protocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo

MAC correspondente ao endereccedilos IPMAC correspondente ao endereccedilos IPbullUtiliza transmissotildees em broadcastUtiliza transmissotildees em broadcast bullNecessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais Necessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais

(diretamente conectados) e entre hosts em (diretamente conectados) e entre hosts em diferentes redes (gateway)diferentes redes (gateway)

ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)

Redes I ndash Ethernet 17

Destino na mesma LANDestino na mesma LANDestino em outra LANDestino em outra LAN

Protocolo ARP

Redes I ndash Ethernet 18

Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo

Barato R$20 por 100 MbitsBarato R$20 por 100 Mbits

Primeira tecnologia de LAN largamente usadaPrimeira tecnologia de LAN largamente usada

Mais simples e mais barata que LANs com token e ATMMais simples e mais barata que LANs com token e ATM

Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (40Gbits e 100Gbits40Gbits e 100Gbits))

esboccedilo da Ethernetpor Bob Metcalfe

Ethernet (padratildeo IEEE 8023)

Redes I ndash Ethernet 19

Ethernet - Exemplo

Redes I ndash Ethernet 20

PadratildeoPadratildeo AnoAno FunccedilatildeoFunccedilatildeo

Exp EthernetExp Ethernet 19721972 294 Mbits - barramento de cabo coaxial294 Mbits - barramento de cabo coaxial

Ethernet II (DIX Ethernet II (DIX V20)V20)

19821982 10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)

IEEE 8023IEEE 8023 19831983 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC segue ao cabeccedilalho 8023)segue ao cabeccedilalho 8023)

IEEE 8023aIEEE 8023a 19851985 10BASE2 - Chipernet10BASE2 - Chipernet

IEEE 8023bIEEE 8023b 19851985 10BROAD3610BROAD36

IEEE 8023cIEEE 8023c 19851985 10Mbits repeater specification10Mbits repeater specification

IEEE 8023dIEEE 8023d 19871987 FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)

IEEE 8023eIEEE 8023e 19871987 1BASE5 Star LAN1BASE5 Star LAN

IEEE 8023iIEEE 8023i 19901990 10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair

IEEE 8023jIEEE 8023j 19931993 10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic

IEEE 8023uIEEE 8023u 19951995 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto sensesense

IEEE 8023xIEEE 8023x 19971997 Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)

IEEE 8023yIEEE 8023y 19981998 100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair

IEEE 8023zIEEE 8023z 19981998 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic

IEEE 8023 - 1998IEEE 8023 - 1998 19981998 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

Ethernet ndash Histoacuterico dos padrotildees

Redes I ndash Ethernet 21

IEEE 8023abIEEE 8023ab 19981998 1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado

IEEE 8023acIEEE 8023ac 19991999 Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade do 8021p do 8021p

IEEE 8023adIEEE 8023ad 20002000 Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link aggregation)aggregation)

IEEE 8023 - 2002IEEE 8023 - 2002 20022002 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

IEEE 8023aeIEEE 8023ae 20032003 10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -EW)EW)

IEEE 8023afIEEE 8023af 20032003 Power over EthernetPower over Ethernet

IEEE 8023ahIEEE 8023ah 20042004 Ethernet in the First (or last) mileEthernet in the First (or last) mile

IEEE 8023akIEEE 8023ak 20042004 10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable

IEEE 8023 - 2005IEEE 8023 - 2005 20052005 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

IEEE 8023anIEEE 8023an 20062006 10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)

IEEE 8023apIEEE 8023ap ExpExp Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Gbits)Gbits)

IEEE 8023aqIEEE 8023aq ExpExp 10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber

IEEE 8023arIEEE 8023ar ExpExp Congestion ManagementCongestion Management

IEEE 8023asIEEE 8023as ExpExp Frame ExpansionFrame Expansion

IEEE 8023atIEEE 8023at ExpExp Power over Ethernet enhancementsPower over Ethernet enhancements

IEEE 8023auIEEE 8023au ExpExp Isolation Requeriments for power over EthernetIsolation Requeriments for power over Ethernet

IEEE 8023avIEEE 8023av EstdoEstdo 10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)

Ethernet - ndash Histoacuterico dos padrotildees

Redes I ndash Ethernet 22

Topologia de bus popular em meados dos anos 90Topologia de bus popular em meados dos anos 90

Agora a topologia em estrela prevaleceAgora a topologia em estrela prevalece

Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)

Topologia em estrela

Redes I ndash Ethernet 23

Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro pacote de protocolo da camada de rede) num pacote de protocolo da camada de rede) num quadro Ethernetquadro Ethernet

PreacircmbuloPreacircmbulo

bull 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 1010101110101011

bull usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do receptorreceptor

Estrutura do quadro Ethernet

Redes I ndash Ethernet 24

EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes

Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede

TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)

CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado

Estrutura do quadro Ethernet

Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml

Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find

Redes I ndash Ethernet 25

bull Quadro EthernetQuadro Ethernet

Estrutura do quadro Ethernet

Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes

Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes

O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs

Redes I ndash Ethernet 26

bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast

bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast

bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast

bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos

ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes

Estrutura do quadro Ethernet

Redes I ndash Ethernet 27

Tipos de Transmissatildeo

bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)

receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-

FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF

Redes I ndash Ethernet 28

Tipos de Transmissatildeo

bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255

bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E

bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast

(RFC 1112) (RFC 1112)

bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0

RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt

IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator

Redes I ndash Ethernet 29

Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense

O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection

Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access

Ethernet usa CSMACD

Redes I ndash Ethernet 30

1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro

2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite

3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida

4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal

5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2

Algoritmo CSMACD da Ethernet

Redes I ndash Ethernet 31

Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa

Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit

Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023

Ethernet CSMACD

Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml

Redes I ndash Ethernet 32

bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo

bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas

11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex

bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)

Autonegociaccedilatildeo (NWay)

Redes I ndash Ethernet 33

bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado

bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc

bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto

bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X

Auto MDIMDI-X

Redes I ndash Ethernet 34

Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees

Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica

bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023

bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado

ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet

Redes I ndash Ethernet 35

10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais

ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela

bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo

bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo

ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex

bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex

Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml

Redes I ndash Ethernet 36

100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo

ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T

ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado

ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos

bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado

Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml

Redes I ndash Ethernet 37

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior

ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits

Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-

8100aspx8100aspx

Redes I ndash Ethernet 38

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T

Redes I ndash Ethernet 39

1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX

bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem

ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico

bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal

ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)

Redes I ndash Ethernet 40

Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10

Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN

bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui

ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra

bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits

Redes I ndash Ethernet 41

Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees

Hubs

Redes I ndash Ethernet 42

Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN

Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes

No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo

Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT

Interconexatildeo com hubs

Redes I ndash Ethernet 43

Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet

Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino

Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento

TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches

Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados

Switch

Redes I ndash Ethernet 44

Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento

Encaminhamento

Redes I ndash Ethernet 45

Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch

(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)

Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)

Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces

Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega

Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela

Self learning (auto-aprendizado)

Redes I ndash Ethernet 46

Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro

indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino

if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen

ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro

elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada

elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou

Filtragemencaminhamento

Redes I ndash Ethernet 47

Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D

Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro

para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3

Quadro recebido por D Quadro recebido por D

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEG

1123

12 3

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

Redes I ndash Ethernet 50

Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

Redes I ndash Ethernet 56

Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004

bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8

Page 11: Redes I – Ethernet 1 Ethernet (IEEE 802.3) Faculdade de Tecnologia Senac Pelotas Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores Prof. Eduardo Maroñas

Redes I ndash Ethernet 11

CSMACSMA escuta antes de transmitir escuta antes de transmitir

Se o canal parece vazio transmite o pacoteSe o canal parece vazio transmite o pacote

Se o canal estaacute ocupado adia a transmissatildeo Se o canal estaacute ocupado adia a transmissatildeo

Analogia humana natildeo interrompa os outrosAnalogia humana natildeo interrompa os outros

CSMA Carrier Sense Multiple Access

Redes I ndash Ethernet 12

CSMACDCSMACD detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA

Colisotildees Colisotildees detectadasdetectadas num tempo mais curto num tempo mais curto

Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o desperdiacutecio do desperdiacutecio do canal canal Detecccedilatildeo de colisatildeo Detecccedilatildeo de colisatildeo Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal comparaccedilatildeo dos comparaccedilatildeo dos sinais transmitidos e recebidossinais transmitidos e recebidos

Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto transmitindotransmitindo

Analogia humana o ldquobom de papordquo educadoAnalogia humana o ldquobom de papordquo educado

CSMACD (detecccedilatildeo de colisatildeo)

Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute necessaacuterionecessaacuterio

Redes I ndash Ethernet 13

Endereccedilos IP de 32-bit Endereccedilos IP de 32-bit

Endereccedilos da Endereccedilos da camada de rede camada de rede

Usados para levar o datagrama ateacute a rede de Usados para levar o datagrama ateacute a rede de destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)

Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico) Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico)

Usado para levar o datagrama de uma interface Usado para levar o datagrama de uma interface fiacutesica a outra fisicamente conectada com a fiacutesica a outra fisicamente conectada com a primeira (isto eacute na mesma rede) primeira (isto eacute na mesma rede)

Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de rederede

Endereccedilos de LAN e ARP

Redes I ndash Ethernet 14

A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo IEEEIEEE

O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo MAC (para assegurar a unicidade)MAC (para assegurar a unicidade)

AnalogiaAnalogia

(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG

(b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal (b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal

Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade

Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede para outra sem para outra sem reconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MACreconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MAC

Endereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevelEndereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevel

Depende da rede na qual se estaacute ligadoDepende da rede na qual se estaacute ligado

Endereccedilos de LAN (mais)

Redes I ndash Ethernet 15

Questatildeo como determinar o endereccedilo MAC de Bdado o endereccedilo IP de B Cada noacute IP (hospedeiro roteador) numa LAN tem um moacutedulo e uma tabela ARP Tabela ARP mapeamento de endereccedilos IPMAC para alguns noacutes da LAN lt endereccedilo IP endereccedilo MAC TTLgt

lt IP address MAC address TTLgt TTL (Time To Live) tempo depois do qual o mapeamento de endereccedilos seraacute esquecido (tipicamente 20 min)

ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)

Redes I ndash Ethernet 16

bullARP ARP (Address Resolution Protocol)(Address Resolution Protocol)bullProtocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo Protocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo

MAC correspondente ao endereccedilos IPMAC correspondente ao endereccedilos IPbullUtiliza transmissotildees em broadcastUtiliza transmissotildees em broadcast bullNecessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais Necessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais

(diretamente conectados) e entre hosts em (diretamente conectados) e entre hosts em diferentes redes (gateway)diferentes redes (gateway)

ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)

Redes I ndash Ethernet 17

Destino na mesma LANDestino na mesma LANDestino em outra LANDestino em outra LAN

Protocolo ARP

Redes I ndash Ethernet 18

Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo

Barato R$20 por 100 MbitsBarato R$20 por 100 Mbits

Primeira tecnologia de LAN largamente usadaPrimeira tecnologia de LAN largamente usada

Mais simples e mais barata que LANs com token e ATMMais simples e mais barata que LANs com token e ATM

Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (40Gbits e 100Gbits40Gbits e 100Gbits))

esboccedilo da Ethernetpor Bob Metcalfe

Ethernet (padratildeo IEEE 8023)

Redes I ndash Ethernet 19

Ethernet - Exemplo

Redes I ndash Ethernet 20

PadratildeoPadratildeo AnoAno FunccedilatildeoFunccedilatildeo

Exp EthernetExp Ethernet 19721972 294 Mbits - barramento de cabo coaxial294 Mbits - barramento de cabo coaxial

Ethernet II (DIX Ethernet II (DIX V20)V20)

19821982 10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)

IEEE 8023IEEE 8023 19831983 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC segue ao cabeccedilalho 8023)segue ao cabeccedilalho 8023)

IEEE 8023aIEEE 8023a 19851985 10BASE2 - Chipernet10BASE2 - Chipernet

IEEE 8023bIEEE 8023b 19851985 10BROAD3610BROAD36

IEEE 8023cIEEE 8023c 19851985 10Mbits repeater specification10Mbits repeater specification

IEEE 8023dIEEE 8023d 19871987 FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)

IEEE 8023eIEEE 8023e 19871987 1BASE5 Star LAN1BASE5 Star LAN

IEEE 8023iIEEE 8023i 19901990 10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair

IEEE 8023jIEEE 8023j 19931993 10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic

IEEE 8023uIEEE 8023u 19951995 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto sensesense

IEEE 8023xIEEE 8023x 19971997 Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)

IEEE 8023yIEEE 8023y 19981998 100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair

IEEE 8023zIEEE 8023z 19981998 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic

IEEE 8023 - 1998IEEE 8023 - 1998 19981998 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

Ethernet ndash Histoacuterico dos padrotildees

Redes I ndash Ethernet 21

IEEE 8023abIEEE 8023ab 19981998 1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado

IEEE 8023acIEEE 8023ac 19991999 Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade do 8021p do 8021p

IEEE 8023adIEEE 8023ad 20002000 Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link aggregation)aggregation)

IEEE 8023 - 2002IEEE 8023 - 2002 20022002 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

IEEE 8023aeIEEE 8023ae 20032003 10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -EW)EW)

IEEE 8023afIEEE 8023af 20032003 Power over EthernetPower over Ethernet

IEEE 8023ahIEEE 8023ah 20042004 Ethernet in the First (or last) mileEthernet in the First (or last) mile

IEEE 8023akIEEE 8023ak 20042004 10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable

IEEE 8023 - 2005IEEE 8023 - 2005 20052005 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

IEEE 8023anIEEE 8023an 20062006 10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)

IEEE 8023apIEEE 8023ap ExpExp Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Gbits)Gbits)

IEEE 8023aqIEEE 8023aq ExpExp 10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber

IEEE 8023arIEEE 8023ar ExpExp Congestion ManagementCongestion Management

IEEE 8023asIEEE 8023as ExpExp Frame ExpansionFrame Expansion

IEEE 8023atIEEE 8023at ExpExp Power over Ethernet enhancementsPower over Ethernet enhancements

IEEE 8023auIEEE 8023au ExpExp Isolation Requeriments for power over EthernetIsolation Requeriments for power over Ethernet

IEEE 8023avIEEE 8023av EstdoEstdo 10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)

Ethernet - ndash Histoacuterico dos padrotildees

Redes I ndash Ethernet 22

Topologia de bus popular em meados dos anos 90Topologia de bus popular em meados dos anos 90

Agora a topologia em estrela prevaleceAgora a topologia em estrela prevalece

Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)

Topologia em estrela

Redes I ndash Ethernet 23

Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro pacote de protocolo da camada de rede) num pacote de protocolo da camada de rede) num quadro Ethernetquadro Ethernet

PreacircmbuloPreacircmbulo

bull 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 1010101110101011

bull usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do receptorreceptor

Estrutura do quadro Ethernet

Redes I ndash Ethernet 24

EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes

Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede

TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)

CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado

Estrutura do quadro Ethernet

Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml

Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find

Redes I ndash Ethernet 25

bull Quadro EthernetQuadro Ethernet

Estrutura do quadro Ethernet

Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes

Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes

O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs

Redes I ndash Ethernet 26

bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast

bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast

bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast

bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos

ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes

Estrutura do quadro Ethernet

Redes I ndash Ethernet 27

Tipos de Transmissatildeo

bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)

receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-

FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF

Redes I ndash Ethernet 28

Tipos de Transmissatildeo

bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255

bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E

bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast

(RFC 1112) (RFC 1112)

bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0

RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt

IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator

Redes I ndash Ethernet 29

Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense

O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection

Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access

Ethernet usa CSMACD

Redes I ndash Ethernet 30

1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro

2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite

3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida

4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal

5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2

Algoritmo CSMACD da Ethernet

Redes I ndash Ethernet 31

Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa

Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit

Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023

Ethernet CSMACD

Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml

Redes I ndash Ethernet 32

bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo

bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas

11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex

bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)

Autonegociaccedilatildeo (NWay)

Redes I ndash Ethernet 33

bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado

bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc

bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto

bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X

Auto MDIMDI-X

Redes I ndash Ethernet 34

Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees

Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica

bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023

bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado

ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet

Redes I ndash Ethernet 35

10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais

ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela

bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo

bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo

ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex

bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex

Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml

Redes I ndash Ethernet 36

100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo

ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T

ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado

ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos

bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado

Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml

Redes I ndash Ethernet 37

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior

ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits

Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-

8100aspx8100aspx

Redes I ndash Ethernet 38

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T

Redes I ndash Ethernet 39

1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX

bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem

ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico

bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal

ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)

Redes I ndash Ethernet 40

Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10

Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN

bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui

ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra

bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits

Redes I ndash Ethernet 41

Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees

Hubs

Redes I ndash Ethernet 42

Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN

Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes

No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo

Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT

Interconexatildeo com hubs

Redes I ndash Ethernet 43

Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet

Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino

Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento

TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches

Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados

Switch

Redes I ndash Ethernet 44

Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento

Encaminhamento

Redes I ndash Ethernet 45

Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch

(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)

Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)

Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces

Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega

Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela

Self learning (auto-aprendizado)

Redes I ndash Ethernet 46

Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro

indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino

if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen

ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro

elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada

elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou

Filtragemencaminhamento

Redes I ndash Ethernet 47

Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D

Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro

para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3

Quadro recebido por D Quadro recebido por D

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEG

1123

12 3

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

Redes I ndash Ethernet 50

Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

Redes I ndash Ethernet 56

Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004

bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8

Page 12: Redes I – Ethernet 1 Ethernet (IEEE 802.3) Faculdade de Tecnologia Senac Pelotas Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores Prof. Eduardo Maroñas

Redes I ndash Ethernet 12

CSMACDCSMACD detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA

Colisotildees Colisotildees detectadasdetectadas num tempo mais curto num tempo mais curto

Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o desperdiacutecio do desperdiacutecio do canal canal Detecccedilatildeo de colisatildeo Detecccedilatildeo de colisatildeo Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal comparaccedilatildeo dos comparaccedilatildeo dos sinais transmitidos e recebidossinais transmitidos e recebidos

Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto transmitindotransmitindo

Analogia humana o ldquobom de papordquo educadoAnalogia humana o ldquobom de papordquo educado

CSMACD (detecccedilatildeo de colisatildeo)

Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute necessaacuterionecessaacuterio

Redes I ndash Ethernet 13

Endereccedilos IP de 32-bit Endereccedilos IP de 32-bit

Endereccedilos da Endereccedilos da camada de rede camada de rede

Usados para levar o datagrama ateacute a rede de Usados para levar o datagrama ateacute a rede de destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)

Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico) Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico)

Usado para levar o datagrama de uma interface Usado para levar o datagrama de uma interface fiacutesica a outra fisicamente conectada com a fiacutesica a outra fisicamente conectada com a primeira (isto eacute na mesma rede) primeira (isto eacute na mesma rede)

Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de rederede

Endereccedilos de LAN e ARP

Redes I ndash Ethernet 14

A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo IEEEIEEE

O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo MAC (para assegurar a unicidade)MAC (para assegurar a unicidade)

AnalogiaAnalogia

(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG

(b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal (b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal

Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade

Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede para outra sem para outra sem reconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MACreconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MAC

Endereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevelEndereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevel

Depende da rede na qual se estaacute ligadoDepende da rede na qual se estaacute ligado

Endereccedilos de LAN (mais)

Redes I ndash Ethernet 15

Questatildeo como determinar o endereccedilo MAC de Bdado o endereccedilo IP de B Cada noacute IP (hospedeiro roteador) numa LAN tem um moacutedulo e uma tabela ARP Tabela ARP mapeamento de endereccedilos IPMAC para alguns noacutes da LAN lt endereccedilo IP endereccedilo MAC TTLgt

lt IP address MAC address TTLgt TTL (Time To Live) tempo depois do qual o mapeamento de endereccedilos seraacute esquecido (tipicamente 20 min)

ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)

Redes I ndash Ethernet 16

bullARP ARP (Address Resolution Protocol)(Address Resolution Protocol)bullProtocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo Protocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo

MAC correspondente ao endereccedilos IPMAC correspondente ao endereccedilos IPbullUtiliza transmissotildees em broadcastUtiliza transmissotildees em broadcast bullNecessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais Necessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais

(diretamente conectados) e entre hosts em (diretamente conectados) e entre hosts em diferentes redes (gateway)diferentes redes (gateway)

ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)

Redes I ndash Ethernet 17

Destino na mesma LANDestino na mesma LANDestino em outra LANDestino em outra LAN

Protocolo ARP

Redes I ndash Ethernet 18

Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo

Barato R$20 por 100 MbitsBarato R$20 por 100 Mbits

Primeira tecnologia de LAN largamente usadaPrimeira tecnologia de LAN largamente usada

Mais simples e mais barata que LANs com token e ATMMais simples e mais barata que LANs com token e ATM

Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (40Gbits e 100Gbits40Gbits e 100Gbits))

esboccedilo da Ethernetpor Bob Metcalfe

Ethernet (padratildeo IEEE 8023)

Redes I ndash Ethernet 19

Ethernet - Exemplo

Redes I ndash Ethernet 20

PadratildeoPadratildeo AnoAno FunccedilatildeoFunccedilatildeo

Exp EthernetExp Ethernet 19721972 294 Mbits - barramento de cabo coaxial294 Mbits - barramento de cabo coaxial

Ethernet II (DIX Ethernet II (DIX V20)V20)

19821982 10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)

IEEE 8023IEEE 8023 19831983 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC segue ao cabeccedilalho 8023)segue ao cabeccedilalho 8023)

IEEE 8023aIEEE 8023a 19851985 10BASE2 - Chipernet10BASE2 - Chipernet

IEEE 8023bIEEE 8023b 19851985 10BROAD3610BROAD36

IEEE 8023cIEEE 8023c 19851985 10Mbits repeater specification10Mbits repeater specification

IEEE 8023dIEEE 8023d 19871987 FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)

IEEE 8023eIEEE 8023e 19871987 1BASE5 Star LAN1BASE5 Star LAN

IEEE 8023iIEEE 8023i 19901990 10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair

IEEE 8023jIEEE 8023j 19931993 10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic

IEEE 8023uIEEE 8023u 19951995 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto sensesense

IEEE 8023xIEEE 8023x 19971997 Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)

IEEE 8023yIEEE 8023y 19981998 100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair

IEEE 8023zIEEE 8023z 19981998 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic

IEEE 8023 - 1998IEEE 8023 - 1998 19981998 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

Ethernet ndash Histoacuterico dos padrotildees

Redes I ndash Ethernet 21

IEEE 8023abIEEE 8023ab 19981998 1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado

IEEE 8023acIEEE 8023ac 19991999 Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade do 8021p do 8021p

IEEE 8023adIEEE 8023ad 20002000 Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link aggregation)aggregation)

IEEE 8023 - 2002IEEE 8023 - 2002 20022002 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

IEEE 8023aeIEEE 8023ae 20032003 10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -EW)EW)

IEEE 8023afIEEE 8023af 20032003 Power over EthernetPower over Ethernet

IEEE 8023ahIEEE 8023ah 20042004 Ethernet in the First (or last) mileEthernet in the First (or last) mile

IEEE 8023akIEEE 8023ak 20042004 10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable

IEEE 8023 - 2005IEEE 8023 - 2005 20052005 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

IEEE 8023anIEEE 8023an 20062006 10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)

IEEE 8023apIEEE 8023ap ExpExp Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Gbits)Gbits)

IEEE 8023aqIEEE 8023aq ExpExp 10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber

IEEE 8023arIEEE 8023ar ExpExp Congestion ManagementCongestion Management

IEEE 8023asIEEE 8023as ExpExp Frame ExpansionFrame Expansion

IEEE 8023atIEEE 8023at ExpExp Power over Ethernet enhancementsPower over Ethernet enhancements

IEEE 8023auIEEE 8023au ExpExp Isolation Requeriments for power over EthernetIsolation Requeriments for power over Ethernet

IEEE 8023avIEEE 8023av EstdoEstdo 10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)

Ethernet - ndash Histoacuterico dos padrotildees

Redes I ndash Ethernet 22

Topologia de bus popular em meados dos anos 90Topologia de bus popular em meados dos anos 90

Agora a topologia em estrela prevaleceAgora a topologia em estrela prevalece

Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)

Topologia em estrela

Redes I ndash Ethernet 23

Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro pacote de protocolo da camada de rede) num pacote de protocolo da camada de rede) num quadro Ethernetquadro Ethernet

PreacircmbuloPreacircmbulo

bull 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 1010101110101011

bull usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do receptorreceptor

Estrutura do quadro Ethernet

Redes I ndash Ethernet 24

EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes

Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede

TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)

CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado

Estrutura do quadro Ethernet

Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml

Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find

Redes I ndash Ethernet 25

bull Quadro EthernetQuadro Ethernet

Estrutura do quadro Ethernet

Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes

Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes

O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs

Redes I ndash Ethernet 26

bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast

bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast

bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast

bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos

ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes

Estrutura do quadro Ethernet

Redes I ndash Ethernet 27

Tipos de Transmissatildeo

bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)

receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-

FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF

Redes I ndash Ethernet 28

Tipos de Transmissatildeo

bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255

bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E

bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast

(RFC 1112) (RFC 1112)

bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0

RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt

IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator

Redes I ndash Ethernet 29

Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense

O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection

Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access

Ethernet usa CSMACD

Redes I ndash Ethernet 30

1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro

2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite

3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida

4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal

5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2

Algoritmo CSMACD da Ethernet

Redes I ndash Ethernet 31

Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa

Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit

Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023

Ethernet CSMACD

Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml

Redes I ndash Ethernet 32

bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo

bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas

11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex

bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)

Autonegociaccedilatildeo (NWay)

Redes I ndash Ethernet 33

bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado

bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc

bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto

bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X

Auto MDIMDI-X

Redes I ndash Ethernet 34

Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees

Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica

bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023

bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado

ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet

Redes I ndash Ethernet 35

10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais

ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela

bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo

bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo

ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex

bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex

Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml

Redes I ndash Ethernet 36

100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo

ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T

ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado

ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos

bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado

Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml

Redes I ndash Ethernet 37

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior

ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits

Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-

8100aspx8100aspx

Redes I ndash Ethernet 38

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T

Redes I ndash Ethernet 39

1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX

bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem

ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico

bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal

ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)

Redes I ndash Ethernet 40

Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10

Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN

bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui

ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra

bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits

Redes I ndash Ethernet 41

Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees

Hubs

Redes I ndash Ethernet 42

Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN

Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes

No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo

Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT

Interconexatildeo com hubs

Redes I ndash Ethernet 43

Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet

Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino

Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento

TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches

Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados

Switch

Redes I ndash Ethernet 44

Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento

Encaminhamento

Redes I ndash Ethernet 45

Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch

(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)

Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)

Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces

Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega

Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela

Self learning (auto-aprendizado)

Redes I ndash Ethernet 46

Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro

indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino

if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen

ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro

elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada

elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou

Filtragemencaminhamento

Redes I ndash Ethernet 47

Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D

Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro

para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3

Quadro recebido por D Quadro recebido por D

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEG

1123

12 3

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

Redes I ndash Ethernet 50

Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

Redes I ndash Ethernet 56

Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004

bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8

Page 13: Redes I – Ethernet 1 Ethernet (IEEE 802.3) Faculdade de Tecnologia Senac Pelotas Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores Prof. Eduardo Maroñas

Redes I ndash Ethernet 13

Endereccedilos IP de 32-bit Endereccedilos IP de 32-bit

Endereccedilos da Endereccedilos da camada de rede camada de rede

Usados para levar o datagrama ateacute a rede de Usados para levar o datagrama ateacute a rede de destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)

Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico) Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico)

Usado para levar o datagrama de uma interface Usado para levar o datagrama de uma interface fiacutesica a outra fisicamente conectada com a fiacutesica a outra fisicamente conectada com a primeira (isto eacute na mesma rede) primeira (isto eacute na mesma rede)

Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de rederede

Endereccedilos de LAN e ARP

Redes I ndash Ethernet 14

A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo IEEEIEEE

O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo MAC (para assegurar a unicidade)MAC (para assegurar a unicidade)

AnalogiaAnalogia

(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG

(b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal (b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal

Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade

Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede para outra sem para outra sem reconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MACreconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MAC

Endereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevelEndereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevel

Depende da rede na qual se estaacute ligadoDepende da rede na qual se estaacute ligado

Endereccedilos de LAN (mais)

Redes I ndash Ethernet 15

Questatildeo como determinar o endereccedilo MAC de Bdado o endereccedilo IP de B Cada noacute IP (hospedeiro roteador) numa LAN tem um moacutedulo e uma tabela ARP Tabela ARP mapeamento de endereccedilos IPMAC para alguns noacutes da LAN lt endereccedilo IP endereccedilo MAC TTLgt

lt IP address MAC address TTLgt TTL (Time To Live) tempo depois do qual o mapeamento de endereccedilos seraacute esquecido (tipicamente 20 min)

ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)

Redes I ndash Ethernet 16

bullARP ARP (Address Resolution Protocol)(Address Resolution Protocol)bullProtocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo Protocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo

MAC correspondente ao endereccedilos IPMAC correspondente ao endereccedilos IPbullUtiliza transmissotildees em broadcastUtiliza transmissotildees em broadcast bullNecessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais Necessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais

(diretamente conectados) e entre hosts em (diretamente conectados) e entre hosts em diferentes redes (gateway)diferentes redes (gateway)

ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)

Redes I ndash Ethernet 17

Destino na mesma LANDestino na mesma LANDestino em outra LANDestino em outra LAN

Protocolo ARP

Redes I ndash Ethernet 18

Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo

Barato R$20 por 100 MbitsBarato R$20 por 100 Mbits

Primeira tecnologia de LAN largamente usadaPrimeira tecnologia de LAN largamente usada

Mais simples e mais barata que LANs com token e ATMMais simples e mais barata que LANs com token e ATM

Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (40Gbits e 100Gbits40Gbits e 100Gbits))

esboccedilo da Ethernetpor Bob Metcalfe

Ethernet (padratildeo IEEE 8023)

Redes I ndash Ethernet 19

Ethernet - Exemplo

Redes I ndash Ethernet 20

PadratildeoPadratildeo AnoAno FunccedilatildeoFunccedilatildeo

Exp EthernetExp Ethernet 19721972 294 Mbits - barramento de cabo coaxial294 Mbits - barramento de cabo coaxial

Ethernet II (DIX Ethernet II (DIX V20)V20)

19821982 10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)

IEEE 8023IEEE 8023 19831983 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC segue ao cabeccedilalho 8023)segue ao cabeccedilalho 8023)

IEEE 8023aIEEE 8023a 19851985 10BASE2 - Chipernet10BASE2 - Chipernet

IEEE 8023bIEEE 8023b 19851985 10BROAD3610BROAD36

IEEE 8023cIEEE 8023c 19851985 10Mbits repeater specification10Mbits repeater specification

IEEE 8023dIEEE 8023d 19871987 FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)

IEEE 8023eIEEE 8023e 19871987 1BASE5 Star LAN1BASE5 Star LAN

IEEE 8023iIEEE 8023i 19901990 10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair

IEEE 8023jIEEE 8023j 19931993 10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic

IEEE 8023uIEEE 8023u 19951995 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto sensesense

IEEE 8023xIEEE 8023x 19971997 Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)

IEEE 8023yIEEE 8023y 19981998 100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair

IEEE 8023zIEEE 8023z 19981998 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic

IEEE 8023 - 1998IEEE 8023 - 1998 19981998 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

Ethernet ndash Histoacuterico dos padrotildees

Redes I ndash Ethernet 21

IEEE 8023abIEEE 8023ab 19981998 1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado

IEEE 8023acIEEE 8023ac 19991999 Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade do 8021p do 8021p

IEEE 8023adIEEE 8023ad 20002000 Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link aggregation)aggregation)

IEEE 8023 - 2002IEEE 8023 - 2002 20022002 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

IEEE 8023aeIEEE 8023ae 20032003 10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -EW)EW)

IEEE 8023afIEEE 8023af 20032003 Power over EthernetPower over Ethernet

IEEE 8023ahIEEE 8023ah 20042004 Ethernet in the First (or last) mileEthernet in the First (or last) mile

IEEE 8023akIEEE 8023ak 20042004 10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable

IEEE 8023 - 2005IEEE 8023 - 2005 20052005 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

IEEE 8023anIEEE 8023an 20062006 10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)

IEEE 8023apIEEE 8023ap ExpExp Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Gbits)Gbits)

IEEE 8023aqIEEE 8023aq ExpExp 10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber

IEEE 8023arIEEE 8023ar ExpExp Congestion ManagementCongestion Management

IEEE 8023asIEEE 8023as ExpExp Frame ExpansionFrame Expansion

IEEE 8023atIEEE 8023at ExpExp Power over Ethernet enhancementsPower over Ethernet enhancements

IEEE 8023auIEEE 8023au ExpExp Isolation Requeriments for power over EthernetIsolation Requeriments for power over Ethernet

IEEE 8023avIEEE 8023av EstdoEstdo 10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)

Ethernet - ndash Histoacuterico dos padrotildees

Redes I ndash Ethernet 22

Topologia de bus popular em meados dos anos 90Topologia de bus popular em meados dos anos 90

Agora a topologia em estrela prevaleceAgora a topologia em estrela prevalece

Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)

Topologia em estrela

Redes I ndash Ethernet 23

Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro pacote de protocolo da camada de rede) num pacote de protocolo da camada de rede) num quadro Ethernetquadro Ethernet

PreacircmbuloPreacircmbulo

bull 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 1010101110101011

bull usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do receptorreceptor

Estrutura do quadro Ethernet

Redes I ndash Ethernet 24

EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes

Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede

TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)

CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado

Estrutura do quadro Ethernet

Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml

Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find

Redes I ndash Ethernet 25

bull Quadro EthernetQuadro Ethernet

Estrutura do quadro Ethernet

Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes

Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes

O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs

Redes I ndash Ethernet 26

bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast

bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast

bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast

bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos

ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes

Estrutura do quadro Ethernet

Redes I ndash Ethernet 27

Tipos de Transmissatildeo

bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)

receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-

FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF

Redes I ndash Ethernet 28

Tipos de Transmissatildeo

bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255

bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E

bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast

(RFC 1112) (RFC 1112)

bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0

RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt

IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator

Redes I ndash Ethernet 29

Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense

O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection

Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access

Ethernet usa CSMACD

Redes I ndash Ethernet 30

1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro

2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite

3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida

4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal

5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2

Algoritmo CSMACD da Ethernet

Redes I ndash Ethernet 31

Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa

Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit

Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023

Ethernet CSMACD

Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml

Redes I ndash Ethernet 32

bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo

bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas

11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex

bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)

Autonegociaccedilatildeo (NWay)

Redes I ndash Ethernet 33

bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado

bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc

bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto

bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X

Auto MDIMDI-X

Redes I ndash Ethernet 34

Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees

Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica

bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023

bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado

ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet

Redes I ndash Ethernet 35

10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais

ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela

bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo

bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo

ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex

bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex

Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml

Redes I ndash Ethernet 36

100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo

ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T

ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado

ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos

bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado

Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml

Redes I ndash Ethernet 37

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior

ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits

Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-

8100aspx8100aspx

Redes I ndash Ethernet 38

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T

Redes I ndash Ethernet 39

1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX

bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem

ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico

bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal

ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)

Redes I ndash Ethernet 40

Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10

Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN

bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui

ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra

bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits

Redes I ndash Ethernet 41

Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees

Hubs

Redes I ndash Ethernet 42

Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN

Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes

No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo

Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT

Interconexatildeo com hubs

Redes I ndash Ethernet 43

Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet

Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino

Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento

TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches

Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados

Switch

Redes I ndash Ethernet 44

Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento

Encaminhamento

Redes I ndash Ethernet 45

Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch

(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)

Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)

Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces

Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega

Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela

Self learning (auto-aprendizado)

Redes I ndash Ethernet 46

Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro

indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino

if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen

ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro

elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada

elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou

Filtragemencaminhamento

Redes I ndash Ethernet 47

Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D

Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro

para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3

Quadro recebido por D Quadro recebido por D

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEG

1123

12 3

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

Redes I ndash Ethernet 50

Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

Redes I ndash Ethernet 56

Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004

bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8

Page 14: Redes I – Ethernet 1 Ethernet (IEEE 802.3) Faculdade de Tecnologia Senac Pelotas Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores Prof. Eduardo Maroñas

Redes I ndash Ethernet 14

A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo IEEEIEEE

O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo MAC (para assegurar a unicidade)MAC (para assegurar a unicidade)

AnalogiaAnalogia

(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG

(b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal (b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal

Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade

Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede para outra sem para outra sem reconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MACreconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MAC

Endereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevelEndereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevel

Depende da rede na qual se estaacute ligadoDepende da rede na qual se estaacute ligado

Endereccedilos de LAN (mais)

Redes I ndash Ethernet 15

Questatildeo como determinar o endereccedilo MAC de Bdado o endereccedilo IP de B Cada noacute IP (hospedeiro roteador) numa LAN tem um moacutedulo e uma tabela ARP Tabela ARP mapeamento de endereccedilos IPMAC para alguns noacutes da LAN lt endereccedilo IP endereccedilo MAC TTLgt

lt IP address MAC address TTLgt TTL (Time To Live) tempo depois do qual o mapeamento de endereccedilos seraacute esquecido (tipicamente 20 min)

ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)

Redes I ndash Ethernet 16

bullARP ARP (Address Resolution Protocol)(Address Resolution Protocol)bullProtocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo Protocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo

MAC correspondente ao endereccedilos IPMAC correspondente ao endereccedilos IPbullUtiliza transmissotildees em broadcastUtiliza transmissotildees em broadcast bullNecessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais Necessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais

(diretamente conectados) e entre hosts em (diretamente conectados) e entre hosts em diferentes redes (gateway)diferentes redes (gateway)

ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)

Redes I ndash Ethernet 17

Destino na mesma LANDestino na mesma LANDestino em outra LANDestino em outra LAN

Protocolo ARP

Redes I ndash Ethernet 18

Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo

Barato R$20 por 100 MbitsBarato R$20 por 100 Mbits

Primeira tecnologia de LAN largamente usadaPrimeira tecnologia de LAN largamente usada

Mais simples e mais barata que LANs com token e ATMMais simples e mais barata que LANs com token e ATM

Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (40Gbits e 100Gbits40Gbits e 100Gbits))

esboccedilo da Ethernetpor Bob Metcalfe

Ethernet (padratildeo IEEE 8023)

Redes I ndash Ethernet 19

Ethernet - Exemplo

Redes I ndash Ethernet 20

PadratildeoPadratildeo AnoAno FunccedilatildeoFunccedilatildeo

Exp EthernetExp Ethernet 19721972 294 Mbits - barramento de cabo coaxial294 Mbits - barramento de cabo coaxial

Ethernet II (DIX Ethernet II (DIX V20)V20)

19821982 10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)

IEEE 8023IEEE 8023 19831983 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC segue ao cabeccedilalho 8023)segue ao cabeccedilalho 8023)

IEEE 8023aIEEE 8023a 19851985 10BASE2 - Chipernet10BASE2 - Chipernet

IEEE 8023bIEEE 8023b 19851985 10BROAD3610BROAD36

IEEE 8023cIEEE 8023c 19851985 10Mbits repeater specification10Mbits repeater specification

IEEE 8023dIEEE 8023d 19871987 FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)

IEEE 8023eIEEE 8023e 19871987 1BASE5 Star LAN1BASE5 Star LAN

IEEE 8023iIEEE 8023i 19901990 10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair

IEEE 8023jIEEE 8023j 19931993 10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic

IEEE 8023uIEEE 8023u 19951995 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto sensesense

IEEE 8023xIEEE 8023x 19971997 Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)

IEEE 8023yIEEE 8023y 19981998 100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair

IEEE 8023zIEEE 8023z 19981998 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic

IEEE 8023 - 1998IEEE 8023 - 1998 19981998 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

Ethernet ndash Histoacuterico dos padrotildees

Redes I ndash Ethernet 21

IEEE 8023abIEEE 8023ab 19981998 1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado

IEEE 8023acIEEE 8023ac 19991999 Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade do 8021p do 8021p

IEEE 8023adIEEE 8023ad 20002000 Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link aggregation)aggregation)

IEEE 8023 - 2002IEEE 8023 - 2002 20022002 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

IEEE 8023aeIEEE 8023ae 20032003 10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -EW)EW)

IEEE 8023afIEEE 8023af 20032003 Power over EthernetPower over Ethernet

IEEE 8023ahIEEE 8023ah 20042004 Ethernet in the First (or last) mileEthernet in the First (or last) mile

IEEE 8023akIEEE 8023ak 20042004 10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable

IEEE 8023 - 2005IEEE 8023 - 2005 20052005 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

IEEE 8023anIEEE 8023an 20062006 10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)

IEEE 8023apIEEE 8023ap ExpExp Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Gbits)Gbits)

IEEE 8023aqIEEE 8023aq ExpExp 10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber

IEEE 8023arIEEE 8023ar ExpExp Congestion ManagementCongestion Management

IEEE 8023asIEEE 8023as ExpExp Frame ExpansionFrame Expansion

IEEE 8023atIEEE 8023at ExpExp Power over Ethernet enhancementsPower over Ethernet enhancements

IEEE 8023auIEEE 8023au ExpExp Isolation Requeriments for power over EthernetIsolation Requeriments for power over Ethernet

IEEE 8023avIEEE 8023av EstdoEstdo 10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)

Ethernet - ndash Histoacuterico dos padrotildees

Redes I ndash Ethernet 22

Topologia de bus popular em meados dos anos 90Topologia de bus popular em meados dos anos 90

Agora a topologia em estrela prevaleceAgora a topologia em estrela prevalece

Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)

Topologia em estrela

Redes I ndash Ethernet 23

Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro pacote de protocolo da camada de rede) num pacote de protocolo da camada de rede) num quadro Ethernetquadro Ethernet

PreacircmbuloPreacircmbulo

bull 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 1010101110101011

bull usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do receptorreceptor

Estrutura do quadro Ethernet

Redes I ndash Ethernet 24

EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes

Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede

TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)

CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado

Estrutura do quadro Ethernet

Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml

Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find

Redes I ndash Ethernet 25

bull Quadro EthernetQuadro Ethernet

Estrutura do quadro Ethernet

Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes

Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes

O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs

Redes I ndash Ethernet 26

bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast

bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast

bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast

bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos

ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes

Estrutura do quadro Ethernet

Redes I ndash Ethernet 27

Tipos de Transmissatildeo

bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)

receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-

FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF

Redes I ndash Ethernet 28

Tipos de Transmissatildeo

bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255

bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E

bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast

(RFC 1112) (RFC 1112)

bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0

RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt

IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator

Redes I ndash Ethernet 29

Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense

O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection

Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access

Ethernet usa CSMACD

Redes I ndash Ethernet 30

1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro

2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite

3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida

4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal

5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2

Algoritmo CSMACD da Ethernet

Redes I ndash Ethernet 31

Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa

Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit

Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023

Ethernet CSMACD

Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml

Redes I ndash Ethernet 32

bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo

bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas

11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex

bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)

Autonegociaccedilatildeo (NWay)

Redes I ndash Ethernet 33

bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado

bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc

bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto

bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X

Auto MDIMDI-X

Redes I ndash Ethernet 34

Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees

Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica

bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023

bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado

ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet

Redes I ndash Ethernet 35

10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais

ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela

bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo

bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo

ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex

bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex

Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml

Redes I ndash Ethernet 36

100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo

ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T

ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado

ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos

bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado

Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml

Redes I ndash Ethernet 37

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior

ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits

Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-

8100aspx8100aspx

Redes I ndash Ethernet 38

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T

Redes I ndash Ethernet 39

1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX

bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem

ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico

bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal

ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)

Redes I ndash Ethernet 40

Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10

Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN

bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui

ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra

bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits

Redes I ndash Ethernet 41

Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees

Hubs

Redes I ndash Ethernet 42

Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN

Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes

No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo

Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT

Interconexatildeo com hubs

Redes I ndash Ethernet 43

Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet

Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino

Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento

TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches

Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados

Switch

Redes I ndash Ethernet 44

Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento

Encaminhamento

Redes I ndash Ethernet 45

Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch

(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)

Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)

Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces

Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega

Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela

Self learning (auto-aprendizado)

Redes I ndash Ethernet 46

Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro

indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino

if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen

ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro

elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada

elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou

Filtragemencaminhamento

Redes I ndash Ethernet 47

Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D

Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro

para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3

Quadro recebido por D Quadro recebido por D

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEG

1123

12 3

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

Redes I ndash Ethernet 50

Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

Redes I ndash Ethernet 56

Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004

bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8

Page 15: Redes I – Ethernet 1 Ethernet (IEEE 802.3) Faculdade de Tecnologia Senac Pelotas Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores Prof. Eduardo Maroñas

Redes I ndash Ethernet 15

Questatildeo como determinar o endereccedilo MAC de Bdado o endereccedilo IP de B Cada noacute IP (hospedeiro roteador) numa LAN tem um moacutedulo e uma tabela ARP Tabela ARP mapeamento de endereccedilos IPMAC para alguns noacutes da LAN lt endereccedilo IP endereccedilo MAC TTLgt

lt IP address MAC address TTLgt TTL (Time To Live) tempo depois do qual o mapeamento de endereccedilos seraacute esquecido (tipicamente 20 min)

ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)

Redes I ndash Ethernet 16

bullARP ARP (Address Resolution Protocol)(Address Resolution Protocol)bullProtocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo Protocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo

MAC correspondente ao endereccedilos IPMAC correspondente ao endereccedilos IPbullUtiliza transmissotildees em broadcastUtiliza transmissotildees em broadcast bullNecessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais Necessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais

(diretamente conectados) e entre hosts em (diretamente conectados) e entre hosts em diferentes redes (gateway)diferentes redes (gateway)

ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)

Redes I ndash Ethernet 17

Destino na mesma LANDestino na mesma LANDestino em outra LANDestino em outra LAN

Protocolo ARP

Redes I ndash Ethernet 18

Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo

Barato R$20 por 100 MbitsBarato R$20 por 100 Mbits

Primeira tecnologia de LAN largamente usadaPrimeira tecnologia de LAN largamente usada

Mais simples e mais barata que LANs com token e ATMMais simples e mais barata que LANs com token e ATM

Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (40Gbits e 100Gbits40Gbits e 100Gbits))

esboccedilo da Ethernetpor Bob Metcalfe

Ethernet (padratildeo IEEE 8023)

Redes I ndash Ethernet 19

Ethernet - Exemplo

Redes I ndash Ethernet 20

PadratildeoPadratildeo AnoAno FunccedilatildeoFunccedilatildeo

Exp EthernetExp Ethernet 19721972 294 Mbits - barramento de cabo coaxial294 Mbits - barramento de cabo coaxial

Ethernet II (DIX Ethernet II (DIX V20)V20)

19821982 10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)

IEEE 8023IEEE 8023 19831983 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC segue ao cabeccedilalho 8023)segue ao cabeccedilalho 8023)

IEEE 8023aIEEE 8023a 19851985 10BASE2 - Chipernet10BASE2 - Chipernet

IEEE 8023bIEEE 8023b 19851985 10BROAD3610BROAD36

IEEE 8023cIEEE 8023c 19851985 10Mbits repeater specification10Mbits repeater specification

IEEE 8023dIEEE 8023d 19871987 FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)

IEEE 8023eIEEE 8023e 19871987 1BASE5 Star LAN1BASE5 Star LAN

IEEE 8023iIEEE 8023i 19901990 10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair

IEEE 8023jIEEE 8023j 19931993 10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic

IEEE 8023uIEEE 8023u 19951995 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto sensesense

IEEE 8023xIEEE 8023x 19971997 Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)

IEEE 8023yIEEE 8023y 19981998 100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair

IEEE 8023zIEEE 8023z 19981998 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic

IEEE 8023 - 1998IEEE 8023 - 1998 19981998 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

Ethernet ndash Histoacuterico dos padrotildees

Redes I ndash Ethernet 21

IEEE 8023abIEEE 8023ab 19981998 1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado

IEEE 8023acIEEE 8023ac 19991999 Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade do 8021p do 8021p

IEEE 8023adIEEE 8023ad 20002000 Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link aggregation)aggregation)

IEEE 8023 - 2002IEEE 8023 - 2002 20022002 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

IEEE 8023aeIEEE 8023ae 20032003 10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -EW)EW)

IEEE 8023afIEEE 8023af 20032003 Power over EthernetPower over Ethernet

IEEE 8023ahIEEE 8023ah 20042004 Ethernet in the First (or last) mileEthernet in the First (or last) mile

IEEE 8023akIEEE 8023ak 20042004 10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable

IEEE 8023 - 2005IEEE 8023 - 2005 20052005 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

IEEE 8023anIEEE 8023an 20062006 10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)

IEEE 8023apIEEE 8023ap ExpExp Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Gbits)Gbits)

IEEE 8023aqIEEE 8023aq ExpExp 10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber

IEEE 8023arIEEE 8023ar ExpExp Congestion ManagementCongestion Management

IEEE 8023asIEEE 8023as ExpExp Frame ExpansionFrame Expansion

IEEE 8023atIEEE 8023at ExpExp Power over Ethernet enhancementsPower over Ethernet enhancements

IEEE 8023auIEEE 8023au ExpExp Isolation Requeriments for power over EthernetIsolation Requeriments for power over Ethernet

IEEE 8023avIEEE 8023av EstdoEstdo 10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)

Ethernet - ndash Histoacuterico dos padrotildees

Redes I ndash Ethernet 22

Topologia de bus popular em meados dos anos 90Topologia de bus popular em meados dos anos 90

Agora a topologia em estrela prevaleceAgora a topologia em estrela prevalece

Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)

Topologia em estrela

Redes I ndash Ethernet 23

Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro pacote de protocolo da camada de rede) num pacote de protocolo da camada de rede) num quadro Ethernetquadro Ethernet

PreacircmbuloPreacircmbulo

bull 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 1010101110101011

bull usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do receptorreceptor

Estrutura do quadro Ethernet

Redes I ndash Ethernet 24

EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes

Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede

TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)

CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado

Estrutura do quadro Ethernet

Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml

Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find

Redes I ndash Ethernet 25

bull Quadro EthernetQuadro Ethernet

Estrutura do quadro Ethernet

Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes

Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes

O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs

Redes I ndash Ethernet 26

bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast

bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast

bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast

bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos

ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes

Estrutura do quadro Ethernet

Redes I ndash Ethernet 27

Tipos de Transmissatildeo

bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)

receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-

FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF

Redes I ndash Ethernet 28

Tipos de Transmissatildeo

bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255

bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E

bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast

(RFC 1112) (RFC 1112)

bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0

RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt

IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator

Redes I ndash Ethernet 29

Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense

O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection

Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access

Ethernet usa CSMACD

Redes I ndash Ethernet 30

1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro

2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite

3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida

4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal

5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2

Algoritmo CSMACD da Ethernet

Redes I ndash Ethernet 31

Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa

Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit

Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023

Ethernet CSMACD

Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml

Redes I ndash Ethernet 32

bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo

bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas

11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex

bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)

Autonegociaccedilatildeo (NWay)

Redes I ndash Ethernet 33

bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado

bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc

bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto

bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X

Auto MDIMDI-X

Redes I ndash Ethernet 34

Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees

Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica

bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023

bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado

ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet

Redes I ndash Ethernet 35

10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais

ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela

bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo

bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo

ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex

bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex

Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml

Redes I ndash Ethernet 36

100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo

ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T

ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado

ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos

bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado

Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml

Redes I ndash Ethernet 37

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior

ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits

Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-

8100aspx8100aspx

Redes I ndash Ethernet 38

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T

Redes I ndash Ethernet 39

1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX

bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem

ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico

bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal

ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)

Redes I ndash Ethernet 40

Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10

Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN

bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui

ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra

bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits

Redes I ndash Ethernet 41

Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees

Hubs

Redes I ndash Ethernet 42

Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN

Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes

No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo

Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT

Interconexatildeo com hubs

Redes I ndash Ethernet 43

Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet

Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino

Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento

TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches

Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados

Switch

Redes I ndash Ethernet 44

Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento

Encaminhamento

Redes I ndash Ethernet 45

Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch

(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)

Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)

Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces

Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega

Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela

Self learning (auto-aprendizado)

Redes I ndash Ethernet 46

Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro

indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino

if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen

ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro

elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada

elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou

Filtragemencaminhamento

Redes I ndash Ethernet 47

Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D

Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro

para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3

Quadro recebido por D Quadro recebido por D

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEG

1123

12 3

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

Redes I ndash Ethernet 50

Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

Redes I ndash Ethernet 56

Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004

bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8

Page 16: Redes I – Ethernet 1 Ethernet (IEEE 802.3) Faculdade de Tecnologia Senac Pelotas Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores Prof. Eduardo Maroñas

Redes I ndash Ethernet 16

bullARP ARP (Address Resolution Protocol)(Address Resolution Protocol)bullProtocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo Protocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo

MAC correspondente ao endereccedilos IPMAC correspondente ao endereccedilos IPbullUtiliza transmissotildees em broadcastUtiliza transmissotildees em broadcast bullNecessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais Necessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais

(diretamente conectados) e entre hosts em (diretamente conectados) e entre hosts em diferentes redes (gateway)diferentes redes (gateway)

ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)

Redes I ndash Ethernet 17

Destino na mesma LANDestino na mesma LANDestino em outra LANDestino em outra LAN

Protocolo ARP

Redes I ndash Ethernet 18

Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo

Barato R$20 por 100 MbitsBarato R$20 por 100 Mbits

Primeira tecnologia de LAN largamente usadaPrimeira tecnologia de LAN largamente usada

Mais simples e mais barata que LANs com token e ATMMais simples e mais barata que LANs com token e ATM

Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (40Gbits e 100Gbits40Gbits e 100Gbits))

esboccedilo da Ethernetpor Bob Metcalfe

Ethernet (padratildeo IEEE 8023)

Redes I ndash Ethernet 19

Ethernet - Exemplo

Redes I ndash Ethernet 20

PadratildeoPadratildeo AnoAno FunccedilatildeoFunccedilatildeo

Exp EthernetExp Ethernet 19721972 294 Mbits - barramento de cabo coaxial294 Mbits - barramento de cabo coaxial

Ethernet II (DIX Ethernet II (DIX V20)V20)

19821982 10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)

IEEE 8023IEEE 8023 19831983 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC segue ao cabeccedilalho 8023)segue ao cabeccedilalho 8023)

IEEE 8023aIEEE 8023a 19851985 10BASE2 - Chipernet10BASE2 - Chipernet

IEEE 8023bIEEE 8023b 19851985 10BROAD3610BROAD36

IEEE 8023cIEEE 8023c 19851985 10Mbits repeater specification10Mbits repeater specification

IEEE 8023dIEEE 8023d 19871987 FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)

IEEE 8023eIEEE 8023e 19871987 1BASE5 Star LAN1BASE5 Star LAN

IEEE 8023iIEEE 8023i 19901990 10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair

IEEE 8023jIEEE 8023j 19931993 10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic

IEEE 8023uIEEE 8023u 19951995 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto sensesense

IEEE 8023xIEEE 8023x 19971997 Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)

IEEE 8023yIEEE 8023y 19981998 100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair

IEEE 8023zIEEE 8023z 19981998 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic

IEEE 8023 - 1998IEEE 8023 - 1998 19981998 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

Ethernet ndash Histoacuterico dos padrotildees

Redes I ndash Ethernet 21

IEEE 8023abIEEE 8023ab 19981998 1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado

IEEE 8023acIEEE 8023ac 19991999 Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade do 8021p do 8021p

IEEE 8023adIEEE 8023ad 20002000 Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link aggregation)aggregation)

IEEE 8023 - 2002IEEE 8023 - 2002 20022002 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

IEEE 8023aeIEEE 8023ae 20032003 10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -EW)EW)

IEEE 8023afIEEE 8023af 20032003 Power over EthernetPower over Ethernet

IEEE 8023ahIEEE 8023ah 20042004 Ethernet in the First (or last) mileEthernet in the First (or last) mile

IEEE 8023akIEEE 8023ak 20042004 10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable

IEEE 8023 - 2005IEEE 8023 - 2005 20052005 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

IEEE 8023anIEEE 8023an 20062006 10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)

IEEE 8023apIEEE 8023ap ExpExp Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Gbits)Gbits)

IEEE 8023aqIEEE 8023aq ExpExp 10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber

IEEE 8023arIEEE 8023ar ExpExp Congestion ManagementCongestion Management

IEEE 8023asIEEE 8023as ExpExp Frame ExpansionFrame Expansion

IEEE 8023atIEEE 8023at ExpExp Power over Ethernet enhancementsPower over Ethernet enhancements

IEEE 8023auIEEE 8023au ExpExp Isolation Requeriments for power over EthernetIsolation Requeriments for power over Ethernet

IEEE 8023avIEEE 8023av EstdoEstdo 10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)

Ethernet - ndash Histoacuterico dos padrotildees

Redes I ndash Ethernet 22

Topologia de bus popular em meados dos anos 90Topologia de bus popular em meados dos anos 90

Agora a topologia em estrela prevaleceAgora a topologia em estrela prevalece

Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)

Topologia em estrela

Redes I ndash Ethernet 23

Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro pacote de protocolo da camada de rede) num pacote de protocolo da camada de rede) num quadro Ethernetquadro Ethernet

PreacircmbuloPreacircmbulo

bull 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 1010101110101011

bull usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do receptorreceptor

Estrutura do quadro Ethernet

Redes I ndash Ethernet 24

EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes

Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede

TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)

CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado

Estrutura do quadro Ethernet

Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml

Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find

Redes I ndash Ethernet 25

bull Quadro EthernetQuadro Ethernet

Estrutura do quadro Ethernet

Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes

Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes

O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs

Redes I ndash Ethernet 26

bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast

bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast

bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast

bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos

ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes

Estrutura do quadro Ethernet

Redes I ndash Ethernet 27

Tipos de Transmissatildeo

bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)

receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-

FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF

Redes I ndash Ethernet 28

Tipos de Transmissatildeo

bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255

bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E

bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast

(RFC 1112) (RFC 1112)

bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0

RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt

IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator

Redes I ndash Ethernet 29

Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense

O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection

Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access

Ethernet usa CSMACD

Redes I ndash Ethernet 30

1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro

2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite

3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida

4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal

5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2

Algoritmo CSMACD da Ethernet

Redes I ndash Ethernet 31

Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa

Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit

Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023

Ethernet CSMACD

Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml

Redes I ndash Ethernet 32

bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo

bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas

11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex

bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)

Autonegociaccedilatildeo (NWay)

Redes I ndash Ethernet 33

bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado

bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc

bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto

bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X

Auto MDIMDI-X

Redes I ndash Ethernet 34

Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees

Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica

bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023

bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado

ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet

Redes I ndash Ethernet 35

10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais

ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela

bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo

bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo

ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex

bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex

Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml

Redes I ndash Ethernet 36

100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo

ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T

ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado

ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos

bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado

Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml

Redes I ndash Ethernet 37

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior

ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits

Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-

8100aspx8100aspx

Redes I ndash Ethernet 38

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T

Redes I ndash Ethernet 39

1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX

bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem

ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico

bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal

ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)

Redes I ndash Ethernet 40

Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10

Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN

bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui

ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra

bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits

Redes I ndash Ethernet 41

Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees

Hubs

Redes I ndash Ethernet 42

Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN

Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes

No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo

Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT

Interconexatildeo com hubs

Redes I ndash Ethernet 43

Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet

Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino

Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento

TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches

Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados

Switch

Redes I ndash Ethernet 44

Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento

Encaminhamento

Redes I ndash Ethernet 45

Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch

(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)

Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)

Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces

Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega

Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela

Self learning (auto-aprendizado)

Redes I ndash Ethernet 46

Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro

indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino

if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen

ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro

elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada

elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou

Filtragemencaminhamento

Redes I ndash Ethernet 47

Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D

Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro

para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3

Quadro recebido por D Quadro recebido por D

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEG

1123

12 3

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

Redes I ndash Ethernet 50

Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

Redes I ndash Ethernet 56

Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004

bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8

Page 17: Redes I – Ethernet 1 Ethernet (IEEE 802.3) Faculdade de Tecnologia Senac Pelotas Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores Prof. Eduardo Maroñas

Redes I ndash Ethernet 17

Destino na mesma LANDestino na mesma LANDestino em outra LANDestino em outra LAN

Protocolo ARP

Redes I ndash Ethernet 18

Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo

Barato R$20 por 100 MbitsBarato R$20 por 100 Mbits

Primeira tecnologia de LAN largamente usadaPrimeira tecnologia de LAN largamente usada

Mais simples e mais barata que LANs com token e ATMMais simples e mais barata que LANs com token e ATM

Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (40Gbits e 100Gbits40Gbits e 100Gbits))

esboccedilo da Ethernetpor Bob Metcalfe

Ethernet (padratildeo IEEE 8023)

Redes I ndash Ethernet 19

Ethernet - Exemplo

Redes I ndash Ethernet 20

PadratildeoPadratildeo AnoAno FunccedilatildeoFunccedilatildeo

Exp EthernetExp Ethernet 19721972 294 Mbits - barramento de cabo coaxial294 Mbits - barramento de cabo coaxial

Ethernet II (DIX Ethernet II (DIX V20)V20)

19821982 10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)

IEEE 8023IEEE 8023 19831983 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC segue ao cabeccedilalho 8023)segue ao cabeccedilalho 8023)

IEEE 8023aIEEE 8023a 19851985 10BASE2 - Chipernet10BASE2 - Chipernet

IEEE 8023bIEEE 8023b 19851985 10BROAD3610BROAD36

IEEE 8023cIEEE 8023c 19851985 10Mbits repeater specification10Mbits repeater specification

IEEE 8023dIEEE 8023d 19871987 FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)

IEEE 8023eIEEE 8023e 19871987 1BASE5 Star LAN1BASE5 Star LAN

IEEE 8023iIEEE 8023i 19901990 10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair

IEEE 8023jIEEE 8023j 19931993 10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic

IEEE 8023uIEEE 8023u 19951995 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto sensesense

IEEE 8023xIEEE 8023x 19971997 Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)

IEEE 8023yIEEE 8023y 19981998 100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair

IEEE 8023zIEEE 8023z 19981998 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic

IEEE 8023 - 1998IEEE 8023 - 1998 19981998 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

Ethernet ndash Histoacuterico dos padrotildees

Redes I ndash Ethernet 21

IEEE 8023abIEEE 8023ab 19981998 1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado

IEEE 8023acIEEE 8023ac 19991999 Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade do 8021p do 8021p

IEEE 8023adIEEE 8023ad 20002000 Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link aggregation)aggregation)

IEEE 8023 - 2002IEEE 8023 - 2002 20022002 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

IEEE 8023aeIEEE 8023ae 20032003 10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -EW)EW)

IEEE 8023afIEEE 8023af 20032003 Power over EthernetPower over Ethernet

IEEE 8023ahIEEE 8023ah 20042004 Ethernet in the First (or last) mileEthernet in the First (or last) mile

IEEE 8023akIEEE 8023ak 20042004 10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable

IEEE 8023 - 2005IEEE 8023 - 2005 20052005 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

IEEE 8023anIEEE 8023an 20062006 10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)

IEEE 8023apIEEE 8023ap ExpExp Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Gbits)Gbits)

IEEE 8023aqIEEE 8023aq ExpExp 10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber

IEEE 8023arIEEE 8023ar ExpExp Congestion ManagementCongestion Management

IEEE 8023asIEEE 8023as ExpExp Frame ExpansionFrame Expansion

IEEE 8023atIEEE 8023at ExpExp Power over Ethernet enhancementsPower over Ethernet enhancements

IEEE 8023auIEEE 8023au ExpExp Isolation Requeriments for power over EthernetIsolation Requeriments for power over Ethernet

IEEE 8023avIEEE 8023av EstdoEstdo 10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)

Ethernet - ndash Histoacuterico dos padrotildees

Redes I ndash Ethernet 22

Topologia de bus popular em meados dos anos 90Topologia de bus popular em meados dos anos 90

Agora a topologia em estrela prevaleceAgora a topologia em estrela prevalece

Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)

Topologia em estrela

Redes I ndash Ethernet 23

Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro pacote de protocolo da camada de rede) num pacote de protocolo da camada de rede) num quadro Ethernetquadro Ethernet

PreacircmbuloPreacircmbulo

bull 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 1010101110101011

bull usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do receptorreceptor

Estrutura do quadro Ethernet

Redes I ndash Ethernet 24

EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes

Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede

TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)

CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado

Estrutura do quadro Ethernet

Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml

Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find

Redes I ndash Ethernet 25

bull Quadro EthernetQuadro Ethernet

Estrutura do quadro Ethernet

Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes

Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes

O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs

Redes I ndash Ethernet 26

bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast

bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast

bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast

bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos

ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes

Estrutura do quadro Ethernet

Redes I ndash Ethernet 27

Tipos de Transmissatildeo

bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)

receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-

FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF

Redes I ndash Ethernet 28

Tipos de Transmissatildeo

bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255

bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E

bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast

(RFC 1112) (RFC 1112)

bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0

RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt

IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator

Redes I ndash Ethernet 29

Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense

O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection

Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access

Ethernet usa CSMACD

Redes I ndash Ethernet 30

1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro

2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite

3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida

4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal

5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2

Algoritmo CSMACD da Ethernet

Redes I ndash Ethernet 31

Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa

Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit

Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023

Ethernet CSMACD

Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml

Redes I ndash Ethernet 32

bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo

bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas

11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex

bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)

Autonegociaccedilatildeo (NWay)

Redes I ndash Ethernet 33

bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado

bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc

bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto

bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X

Auto MDIMDI-X

Redes I ndash Ethernet 34

Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees

Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica

bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023

bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado

ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet

Redes I ndash Ethernet 35

10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais

ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela

bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo

bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo

ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex

bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex

Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml

Redes I ndash Ethernet 36

100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo

ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T

ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado

ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos

bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado

Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml

Redes I ndash Ethernet 37

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior

ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits

Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-

8100aspx8100aspx

Redes I ndash Ethernet 38

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T

Redes I ndash Ethernet 39

1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX

bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem

ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico

bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal

ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)

Redes I ndash Ethernet 40

Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10

Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN

bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui

ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra

bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits

Redes I ndash Ethernet 41

Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees

Hubs

Redes I ndash Ethernet 42

Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN

Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes

No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo

Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT

Interconexatildeo com hubs

Redes I ndash Ethernet 43

Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet

Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino

Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento

TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches

Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados

Switch

Redes I ndash Ethernet 44

Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento

Encaminhamento

Redes I ndash Ethernet 45

Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch

(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)

Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)

Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces

Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega

Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela

Self learning (auto-aprendizado)

Redes I ndash Ethernet 46

Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro

indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino

if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen

ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro

elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada

elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou

Filtragemencaminhamento

Redes I ndash Ethernet 47

Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D

Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro

para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3

Quadro recebido por D Quadro recebido por D

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEG

1123

12 3

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

Redes I ndash Ethernet 50

Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

Redes I ndash Ethernet 56

Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004

bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8

Page 18: Redes I – Ethernet 1 Ethernet (IEEE 802.3) Faculdade de Tecnologia Senac Pelotas Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores Prof. Eduardo Maroñas

Redes I ndash Ethernet 18

Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo

Barato R$20 por 100 MbitsBarato R$20 por 100 Mbits

Primeira tecnologia de LAN largamente usadaPrimeira tecnologia de LAN largamente usada

Mais simples e mais barata que LANs com token e ATMMais simples e mais barata que LANs com token e ATM

Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (40Gbits e 100Gbits40Gbits e 100Gbits))

esboccedilo da Ethernetpor Bob Metcalfe

Ethernet (padratildeo IEEE 8023)

Redes I ndash Ethernet 19

Ethernet - Exemplo

Redes I ndash Ethernet 20

PadratildeoPadratildeo AnoAno FunccedilatildeoFunccedilatildeo

Exp EthernetExp Ethernet 19721972 294 Mbits - barramento de cabo coaxial294 Mbits - barramento de cabo coaxial

Ethernet II (DIX Ethernet II (DIX V20)V20)

19821982 10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)

IEEE 8023IEEE 8023 19831983 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC segue ao cabeccedilalho 8023)segue ao cabeccedilalho 8023)

IEEE 8023aIEEE 8023a 19851985 10BASE2 - Chipernet10BASE2 - Chipernet

IEEE 8023bIEEE 8023b 19851985 10BROAD3610BROAD36

IEEE 8023cIEEE 8023c 19851985 10Mbits repeater specification10Mbits repeater specification

IEEE 8023dIEEE 8023d 19871987 FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)

IEEE 8023eIEEE 8023e 19871987 1BASE5 Star LAN1BASE5 Star LAN

IEEE 8023iIEEE 8023i 19901990 10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair

IEEE 8023jIEEE 8023j 19931993 10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic

IEEE 8023uIEEE 8023u 19951995 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto sensesense

IEEE 8023xIEEE 8023x 19971997 Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)

IEEE 8023yIEEE 8023y 19981998 100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair

IEEE 8023zIEEE 8023z 19981998 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic

IEEE 8023 - 1998IEEE 8023 - 1998 19981998 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

Ethernet ndash Histoacuterico dos padrotildees

Redes I ndash Ethernet 21

IEEE 8023abIEEE 8023ab 19981998 1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado

IEEE 8023acIEEE 8023ac 19991999 Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade do 8021p do 8021p

IEEE 8023adIEEE 8023ad 20002000 Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link aggregation)aggregation)

IEEE 8023 - 2002IEEE 8023 - 2002 20022002 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

IEEE 8023aeIEEE 8023ae 20032003 10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -EW)EW)

IEEE 8023afIEEE 8023af 20032003 Power over EthernetPower over Ethernet

IEEE 8023ahIEEE 8023ah 20042004 Ethernet in the First (or last) mileEthernet in the First (or last) mile

IEEE 8023akIEEE 8023ak 20042004 10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable

IEEE 8023 - 2005IEEE 8023 - 2005 20052005 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

IEEE 8023anIEEE 8023an 20062006 10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)

IEEE 8023apIEEE 8023ap ExpExp Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Gbits)Gbits)

IEEE 8023aqIEEE 8023aq ExpExp 10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber

IEEE 8023arIEEE 8023ar ExpExp Congestion ManagementCongestion Management

IEEE 8023asIEEE 8023as ExpExp Frame ExpansionFrame Expansion

IEEE 8023atIEEE 8023at ExpExp Power over Ethernet enhancementsPower over Ethernet enhancements

IEEE 8023auIEEE 8023au ExpExp Isolation Requeriments for power over EthernetIsolation Requeriments for power over Ethernet

IEEE 8023avIEEE 8023av EstdoEstdo 10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)

Ethernet - ndash Histoacuterico dos padrotildees

Redes I ndash Ethernet 22

Topologia de bus popular em meados dos anos 90Topologia de bus popular em meados dos anos 90

Agora a topologia em estrela prevaleceAgora a topologia em estrela prevalece

Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)

Topologia em estrela

Redes I ndash Ethernet 23

Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro pacote de protocolo da camada de rede) num pacote de protocolo da camada de rede) num quadro Ethernetquadro Ethernet

PreacircmbuloPreacircmbulo

bull 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 1010101110101011

bull usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do receptorreceptor

Estrutura do quadro Ethernet

Redes I ndash Ethernet 24

EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes

Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede

TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)

CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado

Estrutura do quadro Ethernet

Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml

Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find

Redes I ndash Ethernet 25

bull Quadro EthernetQuadro Ethernet

Estrutura do quadro Ethernet

Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes

Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes

O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs

Redes I ndash Ethernet 26

bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast

bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast

bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast

bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos

ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes

Estrutura do quadro Ethernet

Redes I ndash Ethernet 27

Tipos de Transmissatildeo

bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)

receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-

FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF

Redes I ndash Ethernet 28

Tipos de Transmissatildeo

bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255

bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E

bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast

(RFC 1112) (RFC 1112)

bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0

RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt

IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator

Redes I ndash Ethernet 29

Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense

O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection

Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access

Ethernet usa CSMACD

Redes I ndash Ethernet 30

1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro

2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite

3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida

4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal

5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2

Algoritmo CSMACD da Ethernet

Redes I ndash Ethernet 31

Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa

Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit

Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023

Ethernet CSMACD

Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml

Redes I ndash Ethernet 32

bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo

bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas

11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex

bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)

Autonegociaccedilatildeo (NWay)

Redes I ndash Ethernet 33

bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado

bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc

bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto

bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X

Auto MDIMDI-X

Redes I ndash Ethernet 34

Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees

Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica

bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023

bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado

ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet

Redes I ndash Ethernet 35

10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais

ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela

bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo

bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo

ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex

bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex

Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml

Redes I ndash Ethernet 36

100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo

ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T

ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado

ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos

bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado

Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml

Redes I ndash Ethernet 37

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior

ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits

Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-

8100aspx8100aspx

Redes I ndash Ethernet 38

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T

Redes I ndash Ethernet 39

1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX

bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem

ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico

bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal

ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)

Redes I ndash Ethernet 40

Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10

Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN

bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui

ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra

bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits

Redes I ndash Ethernet 41

Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees

Hubs

Redes I ndash Ethernet 42

Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN

Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes

No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo

Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT

Interconexatildeo com hubs

Redes I ndash Ethernet 43

Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet

Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino

Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento

TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches

Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados

Switch

Redes I ndash Ethernet 44

Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento

Encaminhamento

Redes I ndash Ethernet 45

Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch

(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)

Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)

Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces

Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega

Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela

Self learning (auto-aprendizado)

Redes I ndash Ethernet 46

Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro

indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino

if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen

ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro

elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada

elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou

Filtragemencaminhamento

Redes I ndash Ethernet 47

Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D

Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro

para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3

Quadro recebido por D Quadro recebido por D

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEG

1123

12 3

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

Redes I ndash Ethernet 50

Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

Redes I ndash Ethernet 56

Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004

bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8

Page 19: Redes I – Ethernet 1 Ethernet (IEEE 802.3) Faculdade de Tecnologia Senac Pelotas Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores Prof. Eduardo Maroñas

Redes I ndash Ethernet 19

Ethernet - Exemplo

Redes I ndash Ethernet 20

PadratildeoPadratildeo AnoAno FunccedilatildeoFunccedilatildeo

Exp EthernetExp Ethernet 19721972 294 Mbits - barramento de cabo coaxial294 Mbits - barramento de cabo coaxial

Ethernet II (DIX Ethernet II (DIX V20)V20)

19821982 10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)

IEEE 8023IEEE 8023 19831983 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC segue ao cabeccedilalho 8023)segue ao cabeccedilalho 8023)

IEEE 8023aIEEE 8023a 19851985 10BASE2 - Chipernet10BASE2 - Chipernet

IEEE 8023bIEEE 8023b 19851985 10BROAD3610BROAD36

IEEE 8023cIEEE 8023c 19851985 10Mbits repeater specification10Mbits repeater specification

IEEE 8023dIEEE 8023d 19871987 FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)

IEEE 8023eIEEE 8023e 19871987 1BASE5 Star LAN1BASE5 Star LAN

IEEE 8023iIEEE 8023i 19901990 10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair

IEEE 8023jIEEE 8023j 19931993 10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic

IEEE 8023uIEEE 8023u 19951995 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto sensesense

IEEE 8023xIEEE 8023x 19971997 Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)

IEEE 8023yIEEE 8023y 19981998 100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair

IEEE 8023zIEEE 8023z 19981998 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic

IEEE 8023 - 1998IEEE 8023 - 1998 19981998 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

Ethernet ndash Histoacuterico dos padrotildees

Redes I ndash Ethernet 21

IEEE 8023abIEEE 8023ab 19981998 1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado

IEEE 8023acIEEE 8023ac 19991999 Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade do 8021p do 8021p

IEEE 8023adIEEE 8023ad 20002000 Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link aggregation)aggregation)

IEEE 8023 - 2002IEEE 8023 - 2002 20022002 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

IEEE 8023aeIEEE 8023ae 20032003 10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -EW)EW)

IEEE 8023afIEEE 8023af 20032003 Power over EthernetPower over Ethernet

IEEE 8023ahIEEE 8023ah 20042004 Ethernet in the First (or last) mileEthernet in the First (or last) mile

IEEE 8023akIEEE 8023ak 20042004 10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable

IEEE 8023 - 2005IEEE 8023 - 2005 20052005 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

IEEE 8023anIEEE 8023an 20062006 10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)

IEEE 8023apIEEE 8023ap ExpExp Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Gbits)Gbits)

IEEE 8023aqIEEE 8023aq ExpExp 10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber

IEEE 8023arIEEE 8023ar ExpExp Congestion ManagementCongestion Management

IEEE 8023asIEEE 8023as ExpExp Frame ExpansionFrame Expansion

IEEE 8023atIEEE 8023at ExpExp Power over Ethernet enhancementsPower over Ethernet enhancements

IEEE 8023auIEEE 8023au ExpExp Isolation Requeriments for power over EthernetIsolation Requeriments for power over Ethernet

IEEE 8023avIEEE 8023av EstdoEstdo 10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)

Ethernet - ndash Histoacuterico dos padrotildees

Redes I ndash Ethernet 22

Topologia de bus popular em meados dos anos 90Topologia de bus popular em meados dos anos 90

Agora a topologia em estrela prevaleceAgora a topologia em estrela prevalece

Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)

Topologia em estrela

Redes I ndash Ethernet 23

Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro pacote de protocolo da camada de rede) num pacote de protocolo da camada de rede) num quadro Ethernetquadro Ethernet

PreacircmbuloPreacircmbulo

bull 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 1010101110101011

bull usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do receptorreceptor

Estrutura do quadro Ethernet

Redes I ndash Ethernet 24

EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes

Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede

TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)

CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado

Estrutura do quadro Ethernet

Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml

Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find

Redes I ndash Ethernet 25

bull Quadro EthernetQuadro Ethernet

Estrutura do quadro Ethernet

Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes

Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes

O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs

Redes I ndash Ethernet 26

bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast

bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast

bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast

bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos

ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes

Estrutura do quadro Ethernet

Redes I ndash Ethernet 27

Tipos de Transmissatildeo

bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)

receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-

FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF

Redes I ndash Ethernet 28

Tipos de Transmissatildeo

bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255

bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E

bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast

(RFC 1112) (RFC 1112)

bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0

RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt

IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator

Redes I ndash Ethernet 29

Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense

O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection

Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access

Ethernet usa CSMACD

Redes I ndash Ethernet 30

1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro

2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite

3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida

4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal

5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2

Algoritmo CSMACD da Ethernet

Redes I ndash Ethernet 31

Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa

Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit

Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023

Ethernet CSMACD

Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml

Redes I ndash Ethernet 32

bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo

bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas

11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex

bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)

Autonegociaccedilatildeo (NWay)

Redes I ndash Ethernet 33

bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado

bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc

bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto

bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X

Auto MDIMDI-X

Redes I ndash Ethernet 34

Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees

Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica

bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023

bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado

ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet

Redes I ndash Ethernet 35

10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais

ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela

bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo

bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo

ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex

bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex

Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml

Redes I ndash Ethernet 36

100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo

ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T

ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado

ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos

bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado

Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml

Redes I ndash Ethernet 37

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior

ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits

Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-

8100aspx8100aspx

Redes I ndash Ethernet 38

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T

Redes I ndash Ethernet 39

1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX

bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem

ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico

bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal

ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)

Redes I ndash Ethernet 40

Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10

Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN

bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui

ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra

bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits

Redes I ndash Ethernet 41

Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees

Hubs

Redes I ndash Ethernet 42

Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN

Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes

No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo

Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT

Interconexatildeo com hubs

Redes I ndash Ethernet 43

Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet

Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino

Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento

TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches

Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados

Switch

Redes I ndash Ethernet 44

Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento

Encaminhamento

Redes I ndash Ethernet 45

Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch

(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)

Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)

Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces

Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega

Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela

Self learning (auto-aprendizado)

Redes I ndash Ethernet 46

Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro

indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino

if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen

ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro

elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada

elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou

Filtragemencaminhamento

Redes I ndash Ethernet 47

Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D

Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro

para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3

Quadro recebido por D Quadro recebido por D

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEG

1123

12 3

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

Redes I ndash Ethernet 50

Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

Redes I ndash Ethernet 56

Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004

bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8

Page 20: Redes I – Ethernet 1 Ethernet (IEEE 802.3) Faculdade de Tecnologia Senac Pelotas Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores Prof. Eduardo Maroñas

Redes I ndash Ethernet 20

PadratildeoPadratildeo AnoAno FunccedilatildeoFunccedilatildeo

Exp EthernetExp Ethernet 19721972 294 Mbits - barramento de cabo coaxial294 Mbits - barramento de cabo coaxial

Ethernet II (DIX Ethernet II (DIX V20)V20)

19821982 10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)

IEEE 8023IEEE 8023 19831983 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC segue ao cabeccedilalho 8023)segue ao cabeccedilalho 8023)

IEEE 8023aIEEE 8023a 19851985 10BASE2 - Chipernet10BASE2 - Chipernet

IEEE 8023bIEEE 8023b 19851985 10BROAD3610BROAD36

IEEE 8023cIEEE 8023c 19851985 10Mbits repeater specification10Mbits repeater specification

IEEE 8023dIEEE 8023d 19871987 FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)

IEEE 8023eIEEE 8023e 19871987 1BASE5 Star LAN1BASE5 Star LAN

IEEE 8023iIEEE 8023i 19901990 10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair

IEEE 8023jIEEE 8023j 19931993 10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic

IEEE 8023uIEEE 8023u 19951995 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto sensesense

IEEE 8023xIEEE 8023x 19971997 Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)

IEEE 8023yIEEE 8023y 19981998 100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair

IEEE 8023zIEEE 8023z 19981998 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic

IEEE 8023 - 1998IEEE 8023 - 1998 19981998 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

Ethernet ndash Histoacuterico dos padrotildees

Redes I ndash Ethernet 21

IEEE 8023abIEEE 8023ab 19981998 1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado

IEEE 8023acIEEE 8023ac 19991999 Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade do 8021p do 8021p

IEEE 8023adIEEE 8023ad 20002000 Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link aggregation)aggregation)

IEEE 8023 - 2002IEEE 8023 - 2002 20022002 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

IEEE 8023aeIEEE 8023ae 20032003 10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -EW)EW)

IEEE 8023afIEEE 8023af 20032003 Power over EthernetPower over Ethernet

IEEE 8023ahIEEE 8023ah 20042004 Ethernet in the First (or last) mileEthernet in the First (or last) mile

IEEE 8023akIEEE 8023ak 20042004 10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable

IEEE 8023 - 2005IEEE 8023 - 2005 20052005 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

IEEE 8023anIEEE 8023an 20062006 10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)

IEEE 8023apIEEE 8023ap ExpExp Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Gbits)Gbits)

IEEE 8023aqIEEE 8023aq ExpExp 10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber

IEEE 8023arIEEE 8023ar ExpExp Congestion ManagementCongestion Management

IEEE 8023asIEEE 8023as ExpExp Frame ExpansionFrame Expansion

IEEE 8023atIEEE 8023at ExpExp Power over Ethernet enhancementsPower over Ethernet enhancements

IEEE 8023auIEEE 8023au ExpExp Isolation Requeriments for power over EthernetIsolation Requeriments for power over Ethernet

IEEE 8023avIEEE 8023av EstdoEstdo 10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)

Ethernet - ndash Histoacuterico dos padrotildees

Redes I ndash Ethernet 22

Topologia de bus popular em meados dos anos 90Topologia de bus popular em meados dos anos 90

Agora a topologia em estrela prevaleceAgora a topologia em estrela prevalece

Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)

Topologia em estrela

Redes I ndash Ethernet 23

Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro pacote de protocolo da camada de rede) num pacote de protocolo da camada de rede) num quadro Ethernetquadro Ethernet

PreacircmbuloPreacircmbulo

bull 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 1010101110101011

bull usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do receptorreceptor

Estrutura do quadro Ethernet

Redes I ndash Ethernet 24

EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes

Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede

TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)

CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado

Estrutura do quadro Ethernet

Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml

Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find

Redes I ndash Ethernet 25

bull Quadro EthernetQuadro Ethernet

Estrutura do quadro Ethernet

Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes

Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes

O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs

Redes I ndash Ethernet 26

bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast

bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast

bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast

bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos

ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes

Estrutura do quadro Ethernet

Redes I ndash Ethernet 27

Tipos de Transmissatildeo

bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)

receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-

FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF

Redes I ndash Ethernet 28

Tipos de Transmissatildeo

bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255

bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E

bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast

(RFC 1112) (RFC 1112)

bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0

RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt

IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator

Redes I ndash Ethernet 29

Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense

O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection

Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access

Ethernet usa CSMACD

Redes I ndash Ethernet 30

1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro

2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite

3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida

4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal

5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2

Algoritmo CSMACD da Ethernet

Redes I ndash Ethernet 31

Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa

Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit

Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023

Ethernet CSMACD

Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml

Redes I ndash Ethernet 32

bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo

bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas

11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex

bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)

Autonegociaccedilatildeo (NWay)

Redes I ndash Ethernet 33

bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado

bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc

bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto

bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X

Auto MDIMDI-X

Redes I ndash Ethernet 34

Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees

Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica

bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023

bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado

ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet

Redes I ndash Ethernet 35

10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais

ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela

bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo

bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo

ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex

bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex

Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml

Redes I ndash Ethernet 36

100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo

ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T

ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado

ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos

bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado

Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml

Redes I ndash Ethernet 37

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior

ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits

Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-

8100aspx8100aspx

Redes I ndash Ethernet 38

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T

Redes I ndash Ethernet 39

1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX

bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem

ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico

bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal

ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)

Redes I ndash Ethernet 40

Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10

Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN

bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui

ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra

bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits

Redes I ndash Ethernet 41

Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees

Hubs

Redes I ndash Ethernet 42

Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN

Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes

No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo

Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT

Interconexatildeo com hubs

Redes I ndash Ethernet 43

Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet

Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino

Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento

TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches

Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados

Switch

Redes I ndash Ethernet 44

Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento

Encaminhamento

Redes I ndash Ethernet 45

Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch

(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)

Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)

Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces

Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega

Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela

Self learning (auto-aprendizado)

Redes I ndash Ethernet 46

Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro

indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino

if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen

ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro

elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada

elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou

Filtragemencaminhamento

Redes I ndash Ethernet 47

Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D

Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro

para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3

Quadro recebido por D Quadro recebido por D

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEG

1123

12 3

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

Redes I ndash Ethernet 50

Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

Redes I ndash Ethernet 56

Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004

bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8

Page 21: Redes I – Ethernet 1 Ethernet (IEEE 802.3) Faculdade de Tecnologia Senac Pelotas Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores Prof. Eduardo Maroñas

Redes I ndash Ethernet 21

IEEE 8023abIEEE 8023ab 19981998 1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado

IEEE 8023acIEEE 8023ac 19991999 Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade do 8021p do 8021p

IEEE 8023adIEEE 8023ad 20002000 Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link aggregation)aggregation)

IEEE 8023 - 2002IEEE 8023 - 2002 20022002 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

IEEE 8023aeIEEE 8023ae 20032003 10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -EW)EW)

IEEE 8023afIEEE 8023af 20032003 Power over EthernetPower over Ethernet

IEEE 8023ahIEEE 8023ah 20042004 Ethernet in the First (or last) mileEthernet in the First (or last) mile

IEEE 8023akIEEE 8023ak 20042004 10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable

IEEE 8023 - 2005IEEE 8023 - 2005 20052005 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima

IEEE 8023anIEEE 8023an 20062006 10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)

IEEE 8023apIEEE 8023ap ExpExp Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Gbits)Gbits)

IEEE 8023aqIEEE 8023aq ExpExp 10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber

IEEE 8023arIEEE 8023ar ExpExp Congestion ManagementCongestion Management

IEEE 8023asIEEE 8023as ExpExp Frame ExpansionFrame Expansion

IEEE 8023atIEEE 8023at ExpExp Power over Ethernet enhancementsPower over Ethernet enhancements

IEEE 8023auIEEE 8023au ExpExp Isolation Requeriments for power over EthernetIsolation Requeriments for power over Ethernet

IEEE 8023avIEEE 8023av EstdoEstdo 10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)

Ethernet - ndash Histoacuterico dos padrotildees

Redes I ndash Ethernet 22

Topologia de bus popular em meados dos anos 90Topologia de bus popular em meados dos anos 90

Agora a topologia em estrela prevaleceAgora a topologia em estrela prevalece

Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)

Topologia em estrela

Redes I ndash Ethernet 23

Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro pacote de protocolo da camada de rede) num pacote de protocolo da camada de rede) num quadro Ethernetquadro Ethernet

PreacircmbuloPreacircmbulo

bull 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 1010101110101011

bull usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do receptorreceptor

Estrutura do quadro Ethernet

Redes I ndash Ethernet 24

EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes

Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede

TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)

CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado

Estrutura do quadro Ethernet

Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml

Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find

Redes I ndash Ethernet 25

bull Quadro EthernetQuadro Ethernet

Estrutura do quadro Ethernet

Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes

Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes

O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs

Redes I ndash Ethernet 26

bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast

bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast

bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast

bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos

ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes

Estrutura do quadro Ethernet

Redes I ndash Ethernet 27

Tipos de Transmissatildeo

bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)

receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-

FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF

Redes I ndash Ethernet 28

Tipos de Transmissatildeo

bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255

bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E

bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast

(RFC 1112) (RFC 1112)

bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0

RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt

IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator

Redes I ndash Ethernet 29

Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense

O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection

Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access

Ethernet usa CSMACD

Redes I ndash Ethernet 30

1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro

2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite

3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida

4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal

5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2

Algoritmo CSMACD da Ethernet

Redes I ndash Ethernet 31

Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa

Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit

Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023

Ethernet CSMACD

Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml

Redes I ndash Ethernet 32

bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo

bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas

11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex

bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)

Autonegociaccedilatildeo (NWay)

Redes I ndash Ethernet 33

bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado

bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc

bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto

bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X

Auto MDIMDI-X

Redes I ndash Ethernet 34

Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees

Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica

bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023

bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado

ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet

Redes I ndash Ethernet 35

10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais

ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela

bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo

bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo

ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex

bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex

Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml

Redes I ndash Ethernet 36

100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo

ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T

ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado

ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos

bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado

Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml

Redes I ndash Ethernet 37

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior

ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits

Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-

8100aspx8100aspx

Redes I ndash Ethernet 38

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T

Redes I ndash Ethernet 39

1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX

bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem

ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico

bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal

ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)

Redes I ndash Ethernet 40

Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10

Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN

bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui

ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra

bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits

Redes I ndash Ethernet 41

Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees

Hubs

Redes I ndash Ethernet 42

Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN

Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes

No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo

Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT

Interconexatildeo com hubs

Redes I ndash Ethernet 43

Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet

Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino

Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento

TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches

Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados

Switch

Redes I ndash Ethernet 44

Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento

Encaminhamento

Redes I ndash Ethernet 45

Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch

(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)

Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)

Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces

Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega

Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela

Self learning (auto-aprendizado)

Redes I ndash Ethernet 46

Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro

indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino

if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen

ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro

elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada

elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou

Filtragemencaminhamento

Redes I ndash Ethernet 47

Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D

Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro

para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3

Quadro recebido por D Quadro recebido por D

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEG

1123

12 3

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

Redes I ndash Ethernet 50

Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

Redes I ndash Ethernet 56

Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004

bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8

Page 22: Redes I – Ethernet 1 Ethernet (IEEE 802.3) Faculdade de Tecnologia Senac Pelotas Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores Prof. Eduardo Maroñas

Redes I ndash Ethernet 22

Topologia de bus popular em meados dos anos 90Topologia de bus popular em meados dos anos 90

Agora a topologia em estrela prevaleceAgora a topologia em estrela prevalece

Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)

Topologia em estrela

Redes I ndash Ethernet 23

Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro pacote de protocolo da camada de rede) num pacote de protocolo da camada de rede) num quadro Ethernetquadro Ethernet

PreacircmbuloPreacircmbulo

bull 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 1010101110101011

bull usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do receptorreceptor

Estrutura do quadro Ethernet

Redes I ndash Ethernet 24

EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes

Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede

TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)

CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado

Estrutura do quadro Ethernet

Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml

Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find

Redes I ndash Ethernet 25

bull Quadro EthernetQuadro Ethernet

Estrutura do quadro Ethernet

Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes

Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes

O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs

Redes I ndash Ethernet 26

bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast

bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast

bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast

bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos

ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes

Estrutura do quadro Ethernet

Redes I ndash Ethernet 27

Tipos de Transmissatildeo

bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)

receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-

FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF

Redes I ndash Ethernet 28

Tipos de Transmissatildeo

bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255

bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E

bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast

(RFC 1112) (RFC 1112)

bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0

RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt

IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator

Redes I ndash Ethernet 29

Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense

O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection

Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access

Ethernet usa CSMACD

Redes I ndash Ethernet 30

1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro

2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite

3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida

4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal

5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2

Algoritmo CSMACD da Ethernet

Redes I ndash Ethernet 31

Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa

Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit

Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023

Ethernet CSMACD

Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml

Redes I ndash Ethernet 32

bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo

bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas

11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex

bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)

Autonegociaccedilatildeo (NWay)

Redes I ndash Ethernet 33

bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado

bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc

bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto

bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X

Auto MDIMDI-X

Redes I ndash Ethernet 34

Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees

Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica

bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023

bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado

ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet

Redes I ndash Ethernet 35

10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais

ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela

bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo

bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo

ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex

bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex

Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml

Redes I ndash Ethernet 36

100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo

ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T

ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado

ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos

bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado

Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml

Redes I ndash Ethernet 37

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior

ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits

Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-

8100aspx8100aspx

Redes I ndash Ethernet 38

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T

Redes I ndash Ethernet 39

1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX

bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem

ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico

bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal

ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)

Redes I ndash Ethernet 40

Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10

Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN

bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui

ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra

bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits

Redes I ndash Ethernet 41

Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees

Hubs

Redes I ndash Ethernet 42

Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN

Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes

No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo

Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT

Interconexatildeo com hubs

Redes I ndash Ethernet 43

Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet

Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino

Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento

TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches

Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados

Switch

Redes I ndash Ethernet 44

Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento

Encaminhamento

Redes I ndash Ethernet 45

Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch

(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)

Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)

Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces

Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega

Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela

Self learning (auto-aprendizado)

Redes I ndash Ethernet 46

Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro

indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino

if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen

ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro

elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada

elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou

Filtragemencaminhamento

Redes I ndash Ethernet 47

Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D

Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro

para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3

Quadro recebido por D Quadro recebido por D

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEG

1123

12 3

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

Redes I ndash Ethernet 50

Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

Redes I ndash Ethernet 56

Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004

bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8

Page 23: Redes I – Ethernet 1 Ethernet (IEEE 802.3) Faculdade de Tecnologia Senac Pelotas Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores Prof. Eduardo Maroñas

Redes I ndash Ethernet 23

Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro pacote de protocolo da camada de rede) num pacote de protocolo da camada de rede) num quadro Ethernetquadro Ethernet

PreacircmbuloPreacircmbulo

bull 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 1010101110101011

bull usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do receptorreceptor

Estrutura do quadro Ethernet

Redes I ndash Ethernet 24

EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes

Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede

TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)

CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado

Estrutura do quadro Ethernet

Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml

Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find

Redes I ndash Ethernet 25

bull Quadro EthernetQuadro Ethernet

Estrutura do quadro Ethernet

Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes

Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes

O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs

Redes I ndash Ethernet 26

bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast

bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast

bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast

bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos

ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes

Estrutura do quadro Ethernet

Redes I ndash Ethernet 27

Tipos de Transmissatildeo

bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)

receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-

FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF

Redes I ndash Ethernet 28

Tipos de Transmissatildeo

bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255

bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E

bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast

(RFC 1112) (RFC 1112)

bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0

RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt

IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator

Redes I ndash Ethernet 29

Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense

O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection

Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access

Ethernet usa CSMACD

Redes I ndash Ethernet 30

1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro

2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite

3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida

4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal

5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2

Algoritmo CSMACD da Ethernet

Redes I ndash Ethernet 31

Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa

Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit

Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023

Ethernet CSMACD

Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml

Redes I ndash Ethernet 32

bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo

bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas

11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex

bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)

Autonegociaccedilatildeo (NWay)

Redes I ndash Ethernet 33

bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado

bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc

bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto

bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X

Auto MDIMDI-X

Redes I ndash Ethernet 34

Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees

Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica

bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023

bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado

ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet

Redes I ndash Ethernet 35

10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais

ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela

bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo

bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo

ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex

bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex

Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml

Redes I ndash Ethernet 36

100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo

ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T

ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado

ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos

bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado

Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml

Redes I ndash Ethernet 37

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior

ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits

Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-

8100aspx8100aspx

Redes I ndash Ethernet 38

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T

Redes I ndash Ethernet 39

1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX

bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem

ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico

bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal

ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)

Redes I ndash Ethernet 40

Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10

Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN

bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui

ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra

bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits

Redes I ndash Ethernet 41

Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees

Hubs

Redes I ndash Ethernet 42

Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN

Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes

No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo

Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT

Interconexatildeo com hubs

Redes I ndash Ethernet 43

Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet

Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino

Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento

TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches

Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados

Switch

Redes I ndash Ethernet 44

Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento

Encaminhamento

Redes I ndash Ethernet 45

Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch

(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)

Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)

Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces

Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega

Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela

Self learning (auto-aprendizado)

Redes I ndash Ethernet 46

Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro

indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino

if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen

ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro

elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada

elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou

Filtragemencaminhamento

Redes I ndash Ethernet 47

Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D

Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro

para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3

Quadro recebido por D Quadro recebido por D

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEG

1123

12 3

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

Redes I ndash Ethernet 50

Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

Redes I ndash Ethernet 56

Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004

bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8

Page 24: Redes I – Ethernet 1 Ethernet (IEEE 802.3) Faculdade de Tecnologia Senac Pelotas Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores Prof. Eduardo Maroñas

Redes I ndash Ethernet 24

EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes

Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede

TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)

CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado

Estrutura do quadro Ethernet

Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml

Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find

Redes I ndash Ethernet 25

bull Quadro EthernetQuadro Ethernet

Estrutura do quadro Ethernet

Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes

Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes

O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs

Redes I ndash Ethernet 26

bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast

bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast

bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast

bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos

ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes

Estrutura do quadro Ethernet

Redes I ndash Ethernet 27

Tipos de Transmissatildeo

bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)

receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-

FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF

Redes I ndash Ethernet 28

Tipos de Transmissatildeo

bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255

bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E

bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast

(RFC 1112) (RFC 1112)

bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0

RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt

IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator

Redes I ndash Ethernet 29

Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense

O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection

Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access

Ethernet usa CSMACD

Redes I ndash Ethernet 30

1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro

2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite

3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida

4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal

5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2

Algoritmo CSMACD da Ethernet

Redes I ndash Ethernet 31

Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa

Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit

Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023

Ethernet CSMACD

Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml

Redes I ndash Ethernet 32

bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo

bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas

11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex

bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)

Autonegociaccedilatildeo (NWay)

Redes I ndash Ethernet 33

bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado

bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc

bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto

bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X

Auto MDIMDI-X

Redes I ndash Ethernet 34

Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees

Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica

bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023

bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado

ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet

Redes I ndash Ethernet 35

10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais

ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela

bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo

bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo

ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex

bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex

Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml

Redes I ndash Ethernet 36

100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo

ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T

ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado

ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos

bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado

Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml

Redes I ndash Ethernet 37

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior

ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits

Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-

8100aspx8100aspx

Redes I ndash Ethernet 38

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T

Redes I ndash Ethernet 39

1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX

bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem

ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico

bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal

ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)

Redes I ndash Ethernet 40

Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10

Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN

bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui

ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra

bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits

Redes I ndash Ethernet 41

Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees

Hubs

Redes I ndash Ethernet 42

Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN

Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes

No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo

Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT

Interconexatildeo com hubs

Redes I ndash Ethernet 43

Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet

Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino

Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento

TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches

Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados

Switch

Redes I ndash Ethernet 44

Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento

Encaminhamento

Redes I ndash Ethernet 45

Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch

(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)

Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)

Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces

Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega

Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela

Self learning (auto-aprendizado)

Redes I ndash Ethernet 46

Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro

indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino

if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen

ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro

elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada

elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou

Filtragemencaminhamento

Redes I ndash Ethernet 47

Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D

Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro

para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3

Quadro recebido por D Quadro recebido por D

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEG

1123

12 3

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

Redes I ndash Ethernet 50

Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

Redes I ndash Ethernet 56

Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004

bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8

Page 25: Redes I – Ethernet 1 Ethernet (IEEE 802.3) Faculdade de Tecnologia Senac Pelotas Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores Prof. Eduardo Maroñas

Redes I ndash Ethernet 25

bull Quadro EthernetQuadro Ethernet

Estrutura do quadro Ethernet

Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes

Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes

O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs

Redes I ndash Ethernet 26

bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast

bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast

bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast

bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos

ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes

Estrutura do quadro Ethernet

Redes I ndash Ethernet 27

Tipos de Transmissatildeo

bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)

receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-

FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF

Redes I ndash Ethernet 28

Tipos de Transmissatildeo

bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255

bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E

bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast

(RFC 1112) (RFC 1112)

bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0

RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt

IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator

Redes I ndash Ethernet 29

Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense

O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection

Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access

Ethernet usa CSMACD

Redes I ndash Ethernet 30

1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro

2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite

3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida

4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal

5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2

Algoritmo CSMACD da Ethernet

Redes I ndash Ethernet 31

Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa

Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit

Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023

Ethernet CSMACD

Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml

Redes I ndash Ethernet 32

bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo

bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas

11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex

bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)

Autonegociaccedilatildeo (NWay)

Redes I ndash Ethernet 33

bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado

bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc

bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto

bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X

Auto MDIMDI-X

Redes I ndash Ethernet 34

Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees

Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica

bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023

bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado

ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet

Redes I ndash Ethernet 35

10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais

ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela

bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo

bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo

ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex

bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex

Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml

Redes I ndash Ethernet 36

100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo

ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T

ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado

ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos

bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado

Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml

Redes I ndash Ethernet 37

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior

ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits

Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-

8100aspx8100aspx

Redes I ndash Ethernet 38

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T

Redes I ndash Ethernet 39

1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX

bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem

ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico

bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal

ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)

Redes I ndash Ethernet 40

Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10

Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN

bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui

ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra

bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits

Redes I ndash Ethernet 41

Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees

Hubs

Redes I ndash Ethernet 42

Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN

Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes

No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo

Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT

Interconexatildeo com hubs

Redes I ndash Ethernet 43

Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet

Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino

Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento

TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches

Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados

Switch

Redes I ndash Ethernet 44

Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento

Encaminhamento

Redes I ndash Ethernet 45

Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch

(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)

Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)

Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces

Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega

Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela

Self learning (auto-aprendizado)

Redes I ndash Ethernet 46

Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro

indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino

if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen

ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro

elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada

elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou

Filtragemencaminhamento

Redes I ndash Ethernet 47

Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D

Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro

para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3

Quadro recebido por D Quadro recebido por D

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEG

1123

12 3

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

Redes I ndash Ethernet 50

Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

Redes I ndash Ethernet 56

Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004

bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8

Page 26: Redes I – Ethernet 1 Ethernet (IEEE 802.3) Faculdade de Tecnologia Senac Pelotas Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores Prof. Eduardo Maroñas

Redes I ndash Ethernet 26

bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast

bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast

bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast

bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos

ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes

Estrutura do quadro Ethernet

Redes I ndash Ethernet 27

Tipos de Transmissatildeo

bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)

receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-

FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF

Redes I ndash Ethernet 28

Tipos de Transmissatildeo

bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255

bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E

bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast

(RFC 1112) (RFC 1112)

bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0

RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt

IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator

Redes I ndash Ethernet 29

Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense

O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection

Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access

Ethernet usa CSMACD

Redes I ndash Ethernet 30

1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro

2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite

3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida

4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal

5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2

Algoritmo CSMACD da Ethernet

Redes I ndash Ethernet 31

Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa

Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit

Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023

Ethernet CSMACD

Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml

Redes I ndash Ethernet 32

bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo

bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas

11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex

bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)

Autonegociaccedilatildeo (NWay)

Redes I ndash Ethernet 33

bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado

bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc

bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto

bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X

Auto MDIMDI-X

Redes I ndash Ethernet 34

Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees

Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica

bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023

bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado

ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet

Redes I ndash Ethernet 35

10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais

ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela

bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo

bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo

ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex

bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex

Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml

Redes I ndash Ethernet 36

100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo

ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T

ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado

ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos

bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado

Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml

Redes I ndash Ethernet 37

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior

ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits

Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-

8100aspx8100aspx

Redes I ndash Ethernet 38

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T

Redes I ndash Ethernet 39

1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX

bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem

ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico

bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal

ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)

Redes I ndash Ethernet 40

Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10

Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN

bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui

ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra

bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits

Redes I ndash Ethernet 41

Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees

Hubs

Redes I ndash Ethernet 42

Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN

Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes

No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo

Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT

Interconexatildeo com hubs

Redes I ndash Ethernet 43

Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet

Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino

Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento

TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches

Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados

Switch

Redes I ndash Ethernet 44

Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento

Encaminhamento

Redes I ndash Ethernet 45

Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch

(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)

Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)

Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces

Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega

Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela

Self learning (auto-aprendizado)

Redes I ndash Ethernet 46

Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro

indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino

if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen

ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro

elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada

elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou

Filtragemencaminhamento

Redes I ndash Ethernet 47

Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D

Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro

para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3

Quadro recebido por D Quadro recebido por D

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEG

1123

12 3

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

Redes I ndash Ethernet 50

Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

Redes I ndash Ethernet 56

Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004

bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8

Page 27: Redes I – Ethernet 1 Ethernet (IEEE 802.3) Faculdade de Tecnologia Senac Pelotas Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores Prof. Eduardo Maroñas

Redes I ndash Ethernet 27

Tipos de Transmissatildeo

bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)

receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-

FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF

Redes I ndash Ethernet 28

Tipos de Transmissatildeo

bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255

bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E

bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast

(RFC 1112) (RFC 1112)

bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0

RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt

IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator

Redes I ndash Ethernet 29

Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense

O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection

Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access

Ethernet usa CSMACD

Redes I ndash Ethernet 30

1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro

2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite

3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida

4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal

5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2

Algoritmo CSMACD da Ethernet

Redes I ndash Ethernet 31

Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa

Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit

Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023

Ethernet CSMACD

Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml

Redes I ndash Ethernet 32

bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo

bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas

11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex

bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)

Autonegociaccedilatildeo (NWay)

Redes I ndash Ethernet 33

bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado

bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc

bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto

bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X

Auto MDIMDI-X

Redes I ndash Ethernet 34

Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees

Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica

bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023

bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado

ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet

Redes I ndash Ethernet 35

10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais

ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela

bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo

bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo

ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex

bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex

Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml

Redes I ndash Ethernet 36

100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo

ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T

ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado

ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos

bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado

Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml

Redes I ndash Ethernet 37

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior

ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits

Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-

8100aspx8100aspx

Redes I ndash Ethernet 38

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T

Redes I ndash Ethernet 39

1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX

bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem

ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico

bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal

ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)

Redes I ndash Ethernet 40

Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10

Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN

bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui

ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra

bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits

Redes I ndash Ethernet 41

Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees

Hubs

Redes I ndash Ethernet 42

Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN

Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes

No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo

Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT

Interconexatildeo com hubs

Redes I ndash Ethernet 43

Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet

Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino

Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento

TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches

Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados

Switch

Redes I ndash Ethernet 44

Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento

Encaminhamento

Redes I ndash Ethernet 45

Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch

(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)

Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)

Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces

Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega

Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela

Self learning (auto-aprendizado)

Redes I ndash Ethernet 46

Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro

indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino

if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen

ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro

elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada

elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou

Filtragemencaminhamento

Redes I ndash Ethernet 47

Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D

Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro

para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3

Quadro recebido por D Quadro recebido por D

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEG

1123

12 3

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

Redes I ndash Ethernet 50

Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

Redes I ndash Ethernet 56

Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004

bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8

Page 28: Redes I – Ethernet 1 Ethernet (IEEE 802.3) Faculdade de Tecnologia Senac Pelotas Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores Prof. Eduardo Maroñas

Redes I ndash Ethernet 28

Tipos de Transmissatildeo

bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255

bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E

bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast

(RFC 1112) (RFC 1112)

bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0

RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt

IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator

Redes I ndash Ethernet 29

Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense

O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection

Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access

Ethernet usa CSMACD

Redes I ndash Ethernet 30

1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro

2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite

3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida

4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal

5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2

Algoritmo CSMACD da Ethernet

Redes I ndash Ethernet 31

Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa

Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit

Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023

Ethernet CSMACD

Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml

Redes I ndash Ethernet 32

bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo

bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas

11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex

bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)

Autonegociaccedilatildeo (NWay)

Redes I ndash Ethernet 33

bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado

bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc

bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto

bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X

Auto MDIMDI-X

Redes I ndash Ethernet 34

Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees

Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica

bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023

bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado

ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet

Redes I ndash Ethernet 35

10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais

ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela

bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo

bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo

ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex

bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex

Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml

Redes I ndash Ethernet 36

100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo

ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T

ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado

ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos

bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado

Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml

Redes I ndash Ethernet 37

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior

ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits

Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-

8100aspx8100aspx

Redes I ndash Ethernet 38

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T

Redes I ndash Ethernet 39

1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX

bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem

ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico

bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal

ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)

Redes I ndash Ethernet 40

Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10

Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN

bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui

ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra

bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits

Redes I ndash Ethernet 41

Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees

Hubs

Redes I ndash Ethernet 42

Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN

Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes

No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo

Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT

Interconexatildeo com hubs

Redes I ndash Ethernet 43

Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet

Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino

Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento

TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches

Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados

Switch

Redes I ndash Ethernet 44

Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento

Encaminhamento

Redes I ndash Ethernet 45

Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch

(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)

Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)

Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces

Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega

Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela

Self learning (auto-aprendizado)

Redes I ndash Ethernet 46

Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro

indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino

if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen

ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro

elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada

elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou

Filtragemencaminhamento

Redes I ndash Ethernet 47

Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D

Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro

para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3

Quadro recebido por D Quadro recebido por D

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEG

1123

12 3

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

Redes I ndash Ethernet 50

Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

Redes I ndash Ethernet 56

Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004

bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8

Page 29: Redes I – Ethernet 1 Ethernet (IEEE 802.3) Faculdade de Tecnologia Senac Pelotas Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores Prof. Eduardo Maroñas

Redes I ndash Ethernet 29

Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense

O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection

Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access

Ethernet usa CSMACD

Redes I ndash Ethernet 30

1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro

2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite

3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida

4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal

5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2

Algoritmo CSMACD da Ethernet

Redes I ndash Ethernet 31

Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa

Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit

Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023

Ethernet CSMACD

Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml

Redes I ndash Ethernet 32

bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo

bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas

11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex

bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)

Autonegociaccedilatildeo (NWay)

Redes I ndash Ethernet 33

bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado

bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc

bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto

bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X

Auto MDIMDI-X

Redes I ndash Ethernet 34

Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees

Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica

bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023

bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado

ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet

Redes I ndash Ethernet 35

10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais

ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela

bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo

bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo

ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex

bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex

Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml

Redes I ndash Ethernet 36

100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo

ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T

ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado

ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos

bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado

Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml

Redes I ndash Ethernet 37

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior

ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits

Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-

8100aspx8100aspx

Redes I ndash Ethernet 38

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T

Redes I ndash Ethernet 39

1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX

bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem

ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico

bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal

ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)

Redes I ndash Ethernet 40

Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10

Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN

bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui

ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra

bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits

Redes I ndash Ethernet 41

Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees

Hubs

Redes I ndash Ethernet 42

Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN

Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes

No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo

Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT

Interconexatildeo com hubs

Redes I ndash Ethernet 43

Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet

Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino

Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento

TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches

Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados

Switch

Redes I ndash Ethernet 44

Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento

Encaminhamento

Redes I ndash Ethernet 45

Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch

(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)

Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)

Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces

Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega

Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela

Self learning (auto-aprendizado)

Redes I ndash Ethernet 46

Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro

indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino

if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen

ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro

elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada

elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou

Filtragemencaminhamento

Redes I ndash Ethernet 47

Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D

Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro

para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3

Quadro recebido por D Quadro recebido por D

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEG

1123

12 3

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

Redes I ndash Ethernet 50

Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

Redes I ndash Ethernet 56

Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004

bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8

Page 30: Redes I – Ethernet 1 Ethernet (IEEE 802.3) Faculdade de Tecnologia Senac Pelotas Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores Prof. Eduardo Maroñas

Redes I ndash Ethernet 30

1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro

2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite

3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida

4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal

5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2

Algoritmo CSMACD da Ethernet

Redes I ndash Ethernet 31

Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa

Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit

Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023

Ethernet CSMACD

Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml

Redes I ndash Ethernet 32

bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo

bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas

11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex

bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)

Autonegociaccedilatildeo (NWay)

Redes I ndash Ethernet 33

bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado

bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc

bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto

bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X

Auto MDIMDI-X

Redes I ndash Ethernet 34

Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees

Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica

bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023

bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado

ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet

Redes I ndash Ethernet 35

10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais

ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela

bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo

bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo

ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex

bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex

Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml

Redes I ndash Ethernet 36

100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo

ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T

ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado

ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos

bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado

Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml

Redes I ndash Ethernet 37

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior

ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits

Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-

8100aspx8100aspx

Redes I ndash Ethernet 38

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T

Redes I ndash Ethernet 39

1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX

bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem

ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico

bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal

ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)

Redes I ndash Ethernet 40

Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10

Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN

bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui

ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra

bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits

Redes I ndash Ethernet 41

Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees

Hubs

Redes I ndash Ethernet 42

Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN

Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes

No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo

Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT

Interconexatildeo com hubs

Redes I ndash Ethernet 43

Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet

Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino

Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento

TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches

Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados

Switch

Redes I ndash Ethernet 44

Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento

Encaminhamento

Redes I ndash Ethernet 45

Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch

(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)

Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)

Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces

Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega

Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela

Self learning (auto-aprendizado)

Redes I ndash Ethernet 46

Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro

indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino

if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen

ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro

elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada

elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou

Filtragemencaminhamento

Redes I ndash Ethernet 47

Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D

Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro

para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3

Quadro recebido por D Quadro recebido por D

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEG

1123

12 3

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

Redes I ndash Ethernet 50

Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

Redes I ndash Ethernet 56

Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004

bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8

Page 31: Redes I – Ethernet 1 Ethernet (IEEE 802.3) Faculdade de Tecnologia Senac Pelotas Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores Prof. Eduardo Maroñas

Redes I ndash Ethernet 31

Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa

Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit

Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023

Ethernet CSMACD

Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml

Redes I ndash Ethernet 32

bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo

bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas

11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex

bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)

Autonegociaccedilatildeo (NWay)

Redes I ndash Ethernet 33

bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado

bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc

bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto

bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X

Auto MDIMDI-X

Redes I ndash Ethernet 34

Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees

Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica

bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023

bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado

ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet

Redes I ndash Ethernet 35

10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais

ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela

bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo

bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo

ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex

bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex

Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml

Redes I ndash Ethernet 36

100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo

ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T

ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado

ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos

bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado

Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml

Redes I ndash Ethernet 37

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior

ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits

Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-

8100aspx8100aspx

Redes I ndash Ethernet 38

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T

Redes I ndash Ethernet 39

1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX

bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem

ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico

bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal

ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)

Redes I ndash Ethernet 40

Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10

Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN

bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui

ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra

bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits

Redes I ndash Ethernet 41

Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees

Hubs

Redes I ndash Ethernet 42

Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN

Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes

No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo

Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT

Interconexatildeo com hubs

Redes I ndash Ethernet 43

Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet

Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino

Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento

TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches

Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados

Switch

Redes I ndash Ethernet 44

Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento

Encaminhamento

Redes I ndash Ethernet 45

Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch

(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)

Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)

Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces

Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega

Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela

Self learning (auto-aprendizado)

Redes I ndash Ethernet 46

Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro

indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino

if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen

ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro

elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada

elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou

Filtragemencaminhamento

Redes I ndash Ethernet 47

Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D

Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro

para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3

Quadro recebido por D Quadro recebido por D

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEG

1123

12 3

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

Redes I ndash Ethernet 50

Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

Redes I ndash Ethernet 56

Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004

bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8

Page 32: Redes I – Ethernet 1 Ethernet (IEEE 802.3) Faculdade de Tecnologia Senac Pelotas Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores Prof. Eduardo Maroñas

Redes I ndash Ethernet 32

bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo

bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas

11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex

bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)

Autonegociaccedilatildeo (NWay)

Redes I ndash Ethernet 33

bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado

bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc

bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto

bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X

Auto MDIMDI-X

Redes I ndash Ethernet 34

Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees

Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica

bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023

bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado

ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet

Redes I ndash Ethernet 35

10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais

ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela

bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo

bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo

ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex

bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex

Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml

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100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo

ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T

ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado

ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos

bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado

Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml

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1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior

ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits

Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-

8100aspx8100aspx

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1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T

Redes I ndash Ethernet 39

1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX

bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem

ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico

bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal

ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)

Redes I ndash Ethernet 40

Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10

Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN

bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui

ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra

bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits

Redes I ndash Ethernet 41

Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees

Hubs

Redes I ndash Ethernet 42

Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN

Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes

No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo

Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT

Interconexatildeo com hubs

Redes I ndash Ethernet 43

Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet

Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino

Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento

TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches

Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados

Switch

Redes I ndash Ethernet 44

Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento

Encaminhamento

Redes I ndash Ethernet 45

Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch

(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)

Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)

Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces

Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega

Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela

Self learning (auto-aprendizado)

Redes I ndash Ethernet 46

Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro

indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino

if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen

ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro

elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada

elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou

Filtragemencaminhamento

Redes I ndash Ethernet 47

Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D

Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro

para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3

Quadro recebido por D Quadro recebido por D

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEG

1123

12 3

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

Redes I ndash Ethernet 50

Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

Redes I ndash Ethernet 56

Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004

bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8

Page 33: Redes I – Ethernet 1 Ethernet (IEEE 802.3) Faculdade de Tecnologia Senac Pelotas Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores Prof. Eduardo Maroñas

Redes I ndash Ethernet 33

bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado

bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc

bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto

bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X

Auto MDIMDI-X

Redes I ndash Ethernet 34

Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees

Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica

bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023

bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado

ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet

Redes I ndash Ethernet 35

10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais

ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela

bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo

bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo

ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex

bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex

Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml

Redes I ndash Ethernet 36

100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo

ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T

ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado

ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos

bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado

Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml

Redes I ndash Ethernet 37

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior

ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits

Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-

8100aspx8100aspx

Redes I ndash Ethernet 38

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T

Redes I ndash Ethernet 39

1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX

bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem

ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico

bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal

ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)

Redes I ndash Ethernet 40

Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10

Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN

bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui

ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra

bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits

Redes I ndash Ethernet 41

Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees

Hubs

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Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN

Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes

No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo

Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT

Interconexatildeo com hubs

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Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet

Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino

Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento

TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches

Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados

Switch

Redes I ndash Ethernet 44

Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento

Encaminhamento

Redes I ndash Ethernet 45

Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch

(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)

Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)

Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces

Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega

Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela

Self learning (auto-aprendizado)

Redes I ndash Ethernet 46

Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro

indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino

if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen

ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro

elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada

elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou

Filtragemencaminhamento

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Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D

Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro

para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3

Quadro recebido por D Quadro recebido por D

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEG

1123

12 3

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

Redes I ndash Ethernet 50

Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

Redes I ndash Ethernet 56

Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004

bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8

Page 34: Redes I – Ethernet 1 Ethernet (IEEE 802.3) Faculdade de Tecnologia Senac Pelotas Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores Prof. Eduardo Maroñas

Redes I ndash Ethernet 34

Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees

Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica

bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023

bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado

ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet

Redes I ndash Ethernet 35

10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais

ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela

bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo

bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo

ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex

bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex

Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml

Redes I ndash Ethernet 36

100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo

ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T

ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado

ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos

bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado

Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml

Redes I ndash Ethernet 37

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior

ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits

Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-

8100aspx8100aspx

Redes I ndash Ethernet 38

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T

Redes I ndash Ethernet 39

1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX

bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem

ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico

bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal

ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)

Redes I ndash Ethernet 40

Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10

Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN

bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui

ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra

bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits

Redes I ndash Ethernet 41

Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees

Hubs

Redes I ndash Ethernet 42

Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN

Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes

No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo

Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT

Interconexatildeo com hubs

Redes I ndash Ethernet 43

Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet

Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino

Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento

TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches

Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados

Switch

Redes I ndash Ethernet 44

Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento

Encaminhamento

Redes I ndash Ethernet 45

Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch

(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)

Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)

Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces

Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega

Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela

Self learning (auto-aprendizado)

Redes I ndash Ethernet 46

Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro

indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino

if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen

ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro

elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada

elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou

Filtragemencaminhamento

Redes I ndash Ethernet 47

Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D

Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro

para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3

Quadro recebido por D Quadro recebido por D

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEG

1123

12 3

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

Redes I ndash Ethernet 50

Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

Redes I ndash Ethernet 56

Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004

bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8

Page 35: Redes I – Ethernet 1 Ethernet (IEEE 802.3) Faculdade de Tecnologia Senac Pelotas Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores Prof. Eduardo Maroñas

Redes I ndash Ethernet 35

10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais

ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela

bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo

bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo

ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex

bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex

Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml

Redes I ndash Ethernet 36

100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo

ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T

ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado

ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos

bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado

Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml

Redes I ndash Ethernet 37

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior

ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits

Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-

8100aspx8100aspx

Redes I ndash Ethernet 38

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T

Redes I ndash Ethernet 39

1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX

bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem

ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico

bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal

ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)

Redes I ndash Ethernet 40

Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10

Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN

bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui

ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra

bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits

Redes I ndash Ethernet 41

Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees

Hubs

Redes I ndash Ethernet 42

Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN

Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes

No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo

Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT

Interconexatildeo com hubs

Redes I ndash Ethernet 43

Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet

Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino

Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento

TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches

Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados

Switch

Redes I ndash Ethernet 44

Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento

Encaminhamento

Redes I ndash Ethernet 45

Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch

(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)

Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)

Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces

Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega

Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela

Self learning (auto-aprendizado)

Redes I ndash Ethernet 46

Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro

indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino

if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen

ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro

elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada

elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou

Filtragemencaminhamento

Redes I ndash Ethernet 47

Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D

Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro

para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3

Quadro recebido por D Quadro recebido por D

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEG

1123

12 3

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

Redes I ndash Ethernet 50

Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

Redes I ndash Ethernet 56

Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004

bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8

Page 36: Redes I – Ethernet 1 Ethernet (IEEE 802.3) Faculdade de Tecnologia Senac Pelotas Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores Prof. Eduardo Maroñas

Redes I ndash Ethernet 36

100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo

ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T

ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado

ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos

bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado

Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml

Redes I ndash Ethernet 37

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior

ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits

Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-

8100aspx8100aspx

Redes I ndash Ethernet 38

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T

Redes I ndash Ethernet 39

1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX

bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem

ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico

bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal

ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)

Redes I ndash Ethernet 40

Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10

Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN

bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui

ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra

bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits

Redes I ndash Ethernet 41

Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees

Hubs

Redes I ndash Ethernet 42

Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN

Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes

No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo

Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT

Interconexatildeo com hubs

Redes I ndash Ethernet 43

Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet

Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino

Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento

TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches

Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados

Switch

Redes I ndash Ethernet 44

Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento

Encaminhamento

Redes I ndash Ethernet 45

Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch

(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)

Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)

Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces

Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega

Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela

Self learning (auto-aprendizado)

Redes I ndash Ethernet 46

Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro

indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino

if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen

ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro

elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada

elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou

Filtragemencaminhamento

Redes I ndash Ethernet 47

Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D

Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro

para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3

Quadro recebido por D Quadro recebido por D

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEG

1123

12 3

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

Redes I ndash Ethernet 50

Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

Redes I ndash Ethernet 56

Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004

bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8

Page 37: Redes I – Ethernet 1 Ethernet (IEEE 802.3) Faculdade de Tecnologia Senac Pelotas Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores Prof. Eduardo Maroñas

Redes I ndash Ethernet 37

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior

ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits

Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-

8100aspx8100aspx

Redes I ndash Ethernet 38

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T

Redes I ndash Ethernet 39

1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX

bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem

ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico

bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal

ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)

Redes I ndash Ethernet 40

Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10

Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN

bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui

ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra

bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits

Redes I ndash Ethernet 41

Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees

Hubs

Redes I ndash Ethernet 42

Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN

Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes

No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo

Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT

Interconexatildeo com hubs

Redes I ndash Ethernet 43

Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet

Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino

Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento

TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches

Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados

Switch

Redes I ndash Ethernet 44

Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento

Encaminhamento

Redes I ndash Ethernet 45

Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch

(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)

Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)

Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces

Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega

Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela

Self learning (auto-aprendizado)

Redes I ndash Ethernet 46

Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro

indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino

if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen

ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro

elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada

elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou

Filtragemencaminhamento

Redes I ndash Ethernet 47

Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D

Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro

para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3

Quadro recebido por D Quadro recebido por D

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEG

1123

12 3

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

Redes I ndash Ethernet 50

Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

Redes I ndash Ethernet 56

Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004

bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8

Page 38: Redes I – Ethernet 1 Ethernet (IEEE 802.3) Faculdade de Tecnologia Senac Pelotas Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores Prof. Eduardo Maroñas

Redes I ndash Ethernet 38

1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet

bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T

Redes I ndash Ethernet 39

1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX

bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem

ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico

bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal

ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)

Redes I ndash Ethernet 40

Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10

Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN

bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui

ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra

bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits

Redes I ndash Ethernet 41

Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees

Hubs

Redes I ndash Ethernet 42

Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN

Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes

No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo

Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT

Interconexatildeo com hubs

Redes I ndash Ethernet 43

Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet

Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino

Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento

TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches

Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados

Switch

Redes I ndash Ethernet 44

Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento

Encaminhamento

Redes I ndash Ethernet 45

Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch

(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)

Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)

Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces

Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega

Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela

Self learning (auto-aprendizado)

Redes I ndash Ethernet 46

Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro

indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino

if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen

ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro

elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada

elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou

Filtragemencaminhamento

Redes I ndash Ethernet 47

Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D

Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro

para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3

Quadro recebido por D Quadro recebido por D

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEG

1123

12 3

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

Redes I ndash Ethernet 50

Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

Redes I ndash Ethernet 56

Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004

bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8

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Redes I ndash Ethernet 39

1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX

bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem

ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico

bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal

ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)

Redes I ndash Ethernet 40

Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10

Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN

bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui

ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra

bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits

Redes I ndash Ethernet 41

Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees

Hubs

Redes I ndash Ethernet 42

Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN

Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes

No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo

Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT

Interconexatildeo com hubs

Redes I ndash Ethernet 43

Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet

Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino

Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento

TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches

Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados

Switch

Redes I ndash Ethernet 44

Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento

Encaminhamento

Redes I ndash Ethernet 45

Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch

(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)

Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)

Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces

Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega

Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela

Self learning (auto-aprendizado)

Redes I ndash Ethernet 46

Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro

indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino

if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen

ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro

elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada

elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou

Filtragemencaminhamento

Redes I ndash Ethernet 47

Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D

Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro

para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3

Quadro recebido por D Quadro recebido por D

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEG

1123

12 3

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

Redes I ndash Ethernet 50

Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

Redes I ndash Ethernet 56

Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004

bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8

Page 40: Redes I – Ethernet 1 Ethernet (IEEE 802.3) Faculdade de Tecnologia Senac Pelotas Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores Prof. Eduardo Maroñas

Redes I ndash Ethernet 40

Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10

Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN

bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui

ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra

bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits

Redes I ndash Ethernet 41

Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees

Hubs

Redes I ndash Ethernet 42

Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN

Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes

No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo

Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT

Interconexatildeo com hubs

Redes I ndash Ethernet 43

Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet

Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino

Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento

TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches

Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados

Switch

Redes I ndash Ethernet 44

Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento

Encaminhamento

Redes I ndash Ethernet 45

Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch

(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)

Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)

Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces

Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega

Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela

Self learning (auto-aprendizado)

Redes I ndash Ethernet 46

Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro

indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino

if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen

ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro

elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada

elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou

Filtragemencaminhamento

Redes I ndash Ethernet 47

Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D

Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro

para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3

Quadro recebido por D Quadro recebido por D

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEG

1123

12 3

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

Redes I ndash Ethernet 50

Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

Redes I ndash Ethernet 56

Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004

bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8

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Redes I ndash Ethernet 41

Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees

Hubs

Redes I ndash Ethernet 42

Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN

Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes

No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo

Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT

Interconexatildeo com hubs

Redes I ndash Ethernet 43

Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet

Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino

Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento

TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches

Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados

Switch

Redes I ndash Ethernet 44

Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento

Encaminhamento

Redes I ndash Ethernet 45

Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch

(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)

Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)

Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces

Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega

Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela

Self learning (auto-aprendizado)

Redes I ndash Ethernet 46

Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro

indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino

if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen

ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro

elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada

elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou

Filtragemencaminhamento

Redes I ndash Ethernet 47

Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D

Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro

para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3

Quadro recebido por D Quadro recebido por D

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

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I

endereccedilo interface

ABEG

1123

12 3

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

Redes I ndash Ethernet 50

Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

Redes I ndash Ethernet 56

Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004

bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8

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Redes I ndash Ethernet 42

Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN

Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes

No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo

Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT

Interconexatildeo com hubs

Redes I ndash Ethernet 43

Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet

Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino

Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento

TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches

Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados

Switch

Redes I ndash Ethernet 44

Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento

Encaminhamento

Redes I ndash Ethernet 45

Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch

(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)

Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)

Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces

Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega

Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela

Self learning (auto-aprendizado)

Redes I ndash Ethernet 46

Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro

indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino

if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen

ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro

elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada

elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou

Filtragemencaminhamento

Redes I ndash Ethernet 47

Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D

Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro

para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3

Quadro recebido por D Quadro recebido por D

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEG

1123

12 3

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

Redes I ndash Ethernet 50

Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

Redes I ndash Ethernet 56

Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004

bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8

Page 43: Redes I – Ethernet 1 Ethernet (IEEE 802.3) Faculdade de Tecnologia Senac Pelotas Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores Prof. Eduardo Maroñas

Redes I ndash Ethernet 43

Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet

Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino

Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento

TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches

Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados

Switch

Redes I ndash Ethernet 44

Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento

Encaminhamento

Redes I ndash Ethernet 45

Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch

(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)

Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)

Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces

Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega

Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela

Self learning (auto-aprendizado)

Redes I ndash Ethernet 46

Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro

indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino

if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen

ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro

elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada

elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou

Filtragemencaminhamento

Redes I ndash Ethernet 47

Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D

Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro

para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3

Quadro recebido por D Quadro recebido por D

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEG

1123

12 3

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

Redes I ndash Ethernet 50

Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

Redes I ndash Ethernet 56

Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004

bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8

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Redes I ndash Ethernet 44

Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento

Encaminhamento

Redes I ndash Ethernet 45

Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch

(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)

Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)

Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces

Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega

Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela

Self learning (auto-aprendizado)

Redes I ndash Ethernet 46

Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro

indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino

if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen

ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro

elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada

elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou

Filtragemencaminhamento

Redes I ndash Ethernet 47

Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D

Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro

para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3

Quadro recebido por D Quadro recebido por D

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEG

1123

12 3

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

Redes I ndash Ethernet 50

Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

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Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

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Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8

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Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch

(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)

Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)

Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces

Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega

Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela

Self learning (auto-aprendizado)

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Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro

indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino

if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen

ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro

elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada

elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou

Filtragemencaminhamento

Redes I ndash Ethernet 47

Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D

Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro

para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3

Quadro recebido por D Quadro recebido por D

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEG

1123

12 3

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

Redes I ndash Ethernet 50

Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

Redes I ndash Ethernet 56

Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004

bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8

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Redes I ndash Ethernet 46

Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro

indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino

if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen

ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro

elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada

elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou

Filtragemencaminhamento

Redes I ndash Ethernet 47

Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D

Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro

para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3

Quadro recebido por D Quadro recebido por D

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEG

1123

12 3

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

Redes I ndash Ethernet 50

Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

Redes I ndash Ethernet 56

Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004

bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8

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Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D

Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro

para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3

Quadro recebido por D Quadro recebido por D

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEG

1123

12 3

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

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Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

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Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

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Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

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bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

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bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

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Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

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Redes I ndash Ethernet 48

Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C

Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas

para a interface 1para a interface 1

Quadro recebido por C Quadro recebido por C

hub hub hub

switch

A

B CD

EF

G H

I

endereccedilo interface

ABEGC

11231

Switch exemplo

Redes I ndash Ethernet 49

A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

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Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

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Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

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Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

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Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

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hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

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Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

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bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

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bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

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bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

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A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN

Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo

hub hub hub

switch

domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo

domiacutenio de colisatildeo

Switch isolamento de traacutefego

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Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

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Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

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Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

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Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

Redes I ndash Ethernet 56

Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004

bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006

bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom

bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8

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Redes I ndash Ethernet 50

Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces

Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch

Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex

Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees

Switches acesso dedicado

Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

Redes I ndash Ethernet 53

Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

Redes I ndash Ethernet 55

hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim

roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim

Resumo comparaccedilatildeo

Redes I ndash Ethernet 56

Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet

bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

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bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

Redes I ndash Ethernet 57

Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml

bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom

bull Ethernet History - Ethernet History -

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bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381

bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

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Redes I ndash Ethernet 51

Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia

Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas

Mais sobre switches

Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml

Redes I ndash Ethernet 52

Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

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Redes corporativas

Redes I ndash Ethernet 54

Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

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Isolamento Isolamento dede

traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim

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roteamentoroteamento

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Resumo comparaccedilatildeo

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Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

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bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf

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bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003

bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1

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Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -

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bull Ethernet History - Ethernet History -

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bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

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bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -

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Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo

Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)

Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras

IEEE 8023af (Power over Ethernet)

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Redes corporativas

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Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

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hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches

Isolamento Isolamento dede

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roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

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Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -

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bull Ethernet History - Ethernet History -

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bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking

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Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

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Isolamento Isolamento dede

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Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam

cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace

Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem

Switches vs roteadores

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Isolamento Isolamento dede

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Isolamento Isolamento dede

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roteamentoroteamento

oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo

cutcut

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