Redes TCP/IP CSMA/CD Prof. Edgard Jamhour email: [email protected]@ppgia.pucpr.br URL: jamhour

Redes TCP/IP

CSMA/CDCSMA/CD

Prof. Edgard Jamhour

email: [email protected]

URL: http://ppgia.pucpr.br/~jamhour

2000, Edgard Jamhour

LAN – LOCAL AREA NETWORKSLAN – LOCAL AREA NETWORKS

• A tecnologia de redes locais (Ethernet) baseia-se no princípio de comunicação com broadcast físico.

A B C

A B DADOS

quadro

CRC


QUADROQUADRO

• O quadro (frame) é a menor estrutura de informação transmitida através de uma rede local.

A B DADOS CRC

FECHOCABEÇALHO

ENDEREÇO (FÍSICO) DE ORIGEM

ENDEREÇO (FÍSICO) DE DESTINO


CSMA/CDCSMA/CDCarrier Sense Multiple Access/ Carrier Sense Multiple Access/

Collision DetectionCollision Detection

A) Uma estação sempre ouve o meio antes de transmitir, e só transmite se o meio estiver desocupado.

B) Durante a transmissão, a estação compara o que está transmitindo com o que está recebendo, se for diferente, então conclui que ocorreu uma colisão.

C) Em caso de colisão, a estação para imediatamente de transmitir, espera um tempo randômico selecionado entre 0 e T (512 bit times), e tenta novamente.

D) Se houver colisão, o intervalo de tempo randômico é dobrado novamente (0 a 2xT)

F) Se houver novamente colisão, o passo D é repetido até 16 vezes.


PROBLEMA 1: O tempo médio para PROBLEMA 1: O tempo médio para ganhar o meio aumenta com o número de ganhar o meio aumenta com o número de

computadores da rede.computadores da rede.

A B C

ESCUTANDO ESCUTANDO

quadros na fila de espera


EFEITO DA DISTÂNCIA ENTRE OS EFEITO DA DISTÂNCIA ENTRE OS COMPUTADORESCOMPUTADORES

• O tempo de propagação entre as estações afeta a taxa de ocupação máxima da rede.

A

B

A TRANSMITE

B TRANSMITEB RECEBE

tempo para o sinal ir de A para B

A RECEBE

T


ExemploExemplo

• Quadro de 100 bit e Taxa de Transmissão = 10 Mbit/s: – Tempo para transmitir um quadro T = 10 10-6 s

• Velocidade de propagação no meio: 200 000 Km/s– Tempo de propagação: t = 1 10-6 s para 200 m– Tempo de propagação: t= 10 10-6 para 2 Km

L

A B

eficiência = T/(T+t)

eficiência200m = 91%91%

eficiência2Km = 50%50%

eficiência100Mbits e 2Km = 9,1%9,1%

HALF-DUPLEX


PROBLEMA 2: COLISÃOPROBLEMA 2: COLISÃO

A

A

C

A TRANSMITE

C TRANSMITE

RECEBIDO DE A

RECEBIDO DE C

COLISÃO DETECTADA POR A

B C

COLISÃO DETECTADA POR C


ExemploExemplo

• eficiência = 1/(1 + 6,44t/T)– t: tempo de propagação

• L = 200m então t=1 10-6s

– T: tempo para transmitir o quadro• T = 10 10-6 s (quadro de 100 bits a 10 Mbits/s)

L

A B

eficienciaL=200m = 60,8 %60,8 %

eficienciaL=2Km = 13,4%13,4%

eficienciaL=2Km e 100Mbits/s = 1,52 %1,52 %

HALF-DUPLEX


LIMITAÇÕES DAS LANsLIMITAÇÕES DAS LANs

• O NÚMERO DE COMPUTADORES É LIMITADO – Como apenas um computador pode transmitir de cada vez, o

desempenho da rede diminui na medida em que muitos computadores são colocados no mesmo barramento.

• A DISTÂNCIA ENTRE OS COMPUTADORES É LIMITADA– Para evitar colisões, os computadores “escutam” o barramento

antes de transmitir, e só transmitem se o barramento estiver desocupado.

– Quanto maior a distância entre os computadores, maior a chance de ocorrer colisões no barramento, levando a rede para um estado de colapso e baixo desempenho.


HUBSHUBS

• Hubs ou concentradores são dispositivos que simulam internamente a construção dos barramentos físicos.

HUBHUB

A C A C A C

A B C


SWITCHSWITCH

• Hubs ou concentradores são dispositivos que simulam internamente a construção dos barramentos físicos.

A B C

SWITCHSWITCH

1 2 3A C

PORTA COMPUTADOR

1 A

C AC A

A C A C 3 C


SWITCHSWITCH• Os switchs são dispositivos capazes de segmentar a rede local

analisando os endereços físicos. Permitem também interligar dispositivos que trabalham com velocidades de transmissão diferentes.

A B C

SWITCHSWITCH

HUBHUB

D E F

HUBHUB

G


WANWAN• A redes WAN utilizam uma tecnologia de transmissão que permite

interligar um número ilimitado de comutadores em distâncias arbitrariamente grandes.

roteadorroteadorLANLAN LANLAN

LANLANPode ser uma ligação Pode ser uma ligação

ponto a pontoponto a ponto


RoteamentoRoteamento/Comutação/Comutação

Nó

Usuário

Link

Rota 1Rota 2

Subrede

Barramento

broadcastbroadcast

Ligação ponto a pontoLigação ponto a ponto

roteadorroteador


ComutaçãoComutação

POR CIRCUITO

POR PACOTES

NÃODATAGRAMA

SIMCIRCUITO VIRTUAL

COMUTAÇÃO

ORIENTADA A CONEXÃO?


Redes de comutação por circuitoRedes de comutação por circuito

– Estabelece um caminho dedicado entre a origem e o destino, antes que a comunicação se estabeleça.

• Exemplo: TDMA, CDMA, SHD, PDH, etc.

REDE COMUTADA POR CIRCUITO

C

A B

D

A banda é reservada, independente do tráfego.


Redes de comutação por pacote

REDE COMUTADA POR PACOTE

– Não estabelece um caminho dedicado.

– As informações de endereçamento precisam ser intercaladas com o próprio fluxo de mensagens, numa operação de denominada empacotamento.

– Exemplos: TCP/IP, GPRS, etc.


Redes de pacotes orientadas a conexãoRedes de pacotes orientadas a conexão

• Também conhecidas como circuito virtual• Determinam o caminho entre emissor e receptor antes

de iniciar a comunicação.• Os pacotes chegam sempre na ordem em que foram

enviados.– Exemplo: ATM e Frame-Relay

IDENTIFICADOR DE

CIRCUITO

VIRTUAL

PACOTE NUMA REDE ORIENTADA A CONEXÃO

OUTRAS

INFORMAÇÕES DE

CONTROLE

DADOS


Redes de pacotes Redes de pacotes não não orientadas a orientadas a conexãoconexão

• Também conhecidas como datagrama.

• O caminho é determinado analisando o endereço de cada pacote.

• Os pacotes podem chegar fora de ordem.– Exemplo: TCP/IP

ENDEREÇO

DE

ORIGEM

OUTRAS

INFORMAÇÕES DE

CONTROLE

DADOS

PACOTE NUMA REDE NÃO ORIENTADA A CONEXÃO

ENDEREÇO

DE

DESTINO


REDESREDES

• IP: Não orientadas a conexão

• ATM: Orientadas a conexão

Utiliza o endereço dos computadores

Utiliza um identificador de conexãoswitch

roteador

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