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Tecnologias de Transmissão Redes de difusão (broadcast) Redes ponto-a-ponto (point-to- point/P2P)

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Tecnologias de Transmisso

Tecnologias de TransmissoRedes de difuso (broadcast)Redes ponto-a-ponto (point-to-point/P2P)Tecnologias de TransmissoRedes ponto-a-pontoConexes entre paresPacotes enviados na modalidade store-and-forwardNecessrio algoritmo de roteamentoTecnologias de TransmissoRedes de difusoCanal de comunicao compartilhadoToda mensagem possui um campo de destinatrioNecessrio forma de controle de acesso ao meioTecnologias de TransmissoRedes de difusoUnicastMulticastBroadcastTecnologias de TransmissoRedes de difusoAlgoritmo de recebimento de mensagemse endereco_do_quadro = meu_enderecoprocessa_quadrosenodescarta_quadrofimTecnologias de TransmissoRedes de difusoForma de alocao de canalEstticaDinmicaTecnologias de TransmissoRedes de difusoForma de alocao de canalEstticaTempo divido em intervalos (slots)Cada estao transmite apenas no seu slotVantagem e Desvantagem?Tecnologias de TransmissoRedes de difusoForma de alocao de canalDinmicaCentralizadaExiste uma entidade que controla o acessoDescentralizadaCada estao decide quando transmitirTecnologias de TransmissoRedes de difuso X Ponto-a-ponto

DifusoPonto-a-pontoRedes menoresRedes maioresRedes locaisRedes espalhadas geograficamenteCamada de EnlaceFunes

EnlaceLLCLogical Link Control(Controle do Enlace Lgica)MACMedia Access Control(Controle de Acesso ao Meio)Camada de EnlaceFunesEnquadramento: agrupar sequncia de bits em quadrosEntrega confivelDeteco e correo de errosSubcamada de controle de acesso ao meio (MAC)

Camada de EnlaceFunesResponsvel pela comunicao entre dois computadores adjacentes fisicamente ligados por um canal de comunicaoUtiliza FIFO (first-in-first-out) preserva a ordem que os bits foram enviados

Camada de EnlaceFunesA camada fsica aceita um fluxo de bits brutos e tenta entreg-los ao destinoNo h garantia de que esse fluxo de bits seja livre de errosO nmero de bits recebidos pode ser menor, igual ou maior que o nmero de bits transmitidosOs bits podem ter valores diferentes dos bits originalmente transmitidos

Camada de EnlaceFunesA camada de enlace de dados responsvel por transformar um canal de transmisso bruto em uma linha que parea livre de errosPode detectar o erro ou corrigi-loO transmissor divide os dados de entrada em quadros com algumas centenas ou alguns milhares de bytes

Camada de EnlaceFunesRedes tipo difuso devem implementar um mecanismo de controle de acesso ao meio (subcamada de controle de acesso ao meio MAC)O que mais interessanteDetectar ou corrigir o erro?

Camada de EnlaceCaractersticas dos errosSo inevitveis em qualquer sistema de comunicao realA distribuio dos erros no homognea: bits isolados ou em rajadas (bursts) de erros, com 8 ou mais bits sucessivos erradosDeve-se levar em conta o meio fsico de transmisso de dados, para incluir maior ou menor redundncia

Tipos de transmissoSimplexHalf-duplexFull-duplex

Tipos de transmisso

Camada de EnlaceEncapsulamento

MACMedia Access ControlUtilizado em canais de difuso, ou de acesso mltiploExemplo: Sala de reunioGrande questo: Como gerenciar'' o acesso a canais difuso?

MACPrincipais protocolosAlohaPuroSlottedCSMACACD

MACAlohaTransmisso ocorre quando h dados para serem transmitidosColisesExistiroSero detectadasEspera de tempo aleatrio at nova transmisso

MACAloha

MACAlohaTransmisso ocorre quando h dados para serem transmitidosColisesExistiroSero detectadasEspera de tempo aleatrio at nova transmisso

MACAlohaSe houver coliso apenas no ltimo bit toda transmisso ser danificadaVantagens e desvantagensQuando podemos utilizar?

MACSlotted AlohaDividir o tempo em intervalos discretosCada intervalo para transmitir um quadroEstaes devem ser capazes de identificar claramente os intervalos:Uma estao especial poderia emitir um sinal no incio de cada intervalo

MACSlotted Aloha

MACCSMACarrier Sense Multiple AccessCarrier Sense (CS) - Escuta o meio e capaz de detectar o meio est livreMutiple Access (MA) - Meio compartilhado por diversos ns que concorrem para transmisso

MACCSMA3 tipos1-persistenteno-persistentep-persistente

MACCSMA3 tipos1-persistenteAo transmitir uma estao escuta o canal. Se estiver ocupado espera at ficar livreTransmite o quadro quando o canal fica livreQuando houver coliso, espera um tempo aleatrio e comea o processo todo novamenteQuando haver coliso?MACCSMA3 tiposno-persistenteAo transmitir uma estao escuta o canal. Se estiver ocupado um tempo aleatrio antes de comear o processoTransmite o quadro quando se o canal estiver livreMACCSMA3 tiposp-persistenteUtilizado em canais com slotsEstao escuta o canalSe livre, transmite com probabilidade pSeno, espera at o prximo slot (P=1p)Repete o processo novamenteSe ocorre coliso, a estao espera um tempoaleatrio e repete o processoMACCSMA3 tipos - Comparativo1-persistenteno-persistentep-persistenteCanalocupadoEspera at que elefique desocupadoEspera um tempo aleatrio e comea o processo novamente Espera at oprximo slotCanaldesocupadoTransmite umdesocupado quadroTransmite um quadro Transmite comprobabilidade p

ColisoEspera tempoaleatrio e comeao processo novamenteEspera tempo aleatrio e comeao processo novamenteEspera tempoaleatrio e comeao processo novamenteMACCSMA/CDIntroduo do CDCD: Collision DetectionCapaz de detectar colisoColises afetam o desempenho do sistema principalmente em cabos longos e quadros curtosFoi padronizado como IEEE 802.3 (Ethernet)MACCSMA/CDSe uma coliso for detectada a transmisso interrompidaNa deteco um sinal emitido para anunciar a colioaSinal esse chamado de jam (48 bits)Espera de tempo aletrio para evitar mais colisesEm caso de colises sucessivas aumenta tempo de esperaMACCSMA/CAIntroduo do CACD: Collision AvoidObjetivo: evitar colisoCada estao s pode transmitir no tempo definido para elaMACCSMA/CA2 tipos principaisTokenPollingMACCSMA/CATokenSomente a estao que possui o token pode transmitirUtilizada em redes em anelMACCSMA/CAPollingEstao central que coordena a comunicaoEstao s transmite se tiver o aval da estao centralEstao central questiona a cada n se desej transmitirMACCSMA/CAPollingEstao central que coordena a comunicaoEstao s transmite se tiver o aval da estao centralEstao central questiona a cada n se desej transmitirMACCSMA/CAUtilizada em rede sem fioEquipamento que coordena as transmissesNo h como escutar todo o meio2 principais problemasEstao ocultaEstao exposta MACCSMA/CAEstao oculta

MACCSMA/CAEstao exposta

Camada de EnlaceFunes

EnlaceLLCLogical Link Control(Controle do Enlace Lgica)MACMedia Access Control(Controle de Acesso ao Meio)Camada de EnlaceFunesRedes tipo difuso devem implementar um mecanismo de controle de acesso ao meio (subcamada de controle de acesso ao meio MAC)O que mais interessanteDetectar ou corrigir o erro?

Camada de EnlaceCaractersticas dos errosSo inevitveis em qualquer sistema de comunicao realA distribuio dos erros no homognea: bits isolados ou em rajadas (bursts) de erros, com 8 ou mais bits sucessivos erradosDeve-se levar em conta o meio fsico de transmisso de dados, para incluir maior ou menor redundncia

Camada de EnlaceDeteco e Correo

PayloadPayloadCRCHEADLLCDeteco de erroIncluir informaes redundantes suficientes apenas para permitir que o receptor deduza que houve um erro, mas sem identificar qual, para que o pacote seja descartadoUsados em canais confiveisO bloco defeituoso retransmitido

LLCCorreo de erroIncluir informaes redundantes suficientes para que o receptor seja capaz de deduzir quais devem ter sido os dados transmitidosUsado em enlaces que geram muitos erros - Wireless

LLCCdigos de deteco de errosParidadeChecksumCRC

LLCCdigos de deteco de errosParidadeO transmissor adiciona um bit de redundncia aps um determinado nmero de bits (normalmente um byte):paridade par - nmero par de 1sParidade mpar - nmero impar de 1s

LLCCdigos de deteco de errosParidadeExemplo: O caracter A no cdigo ASCII representado por 1000001Calculando a paridade:1000001PParidade par de 1's 10000010Paridade mpar de 1's 10000011O receptor calcula a paridade da mensagem e compara-a com o bit P recebido, caso seja igual a mensagem no contm errosProblemas?

LLCCdigos de deteco de errosChecksumTransmite todos os dados e junto a soma de seus bitsSoma dos seus bits o checksum que enviado invertidoNo receptor a soma feita novamente e conferido com o enviado

Soma binria

LLCCdigos de deteco de errosChecksumExemplo checksum de 2 palavras de 8 bitsDados iniciais: 00111101 00001101Checksum resultante: 01001010Checksum invertido: 10110101

LLCCdigos de deteco de errosChecksumDados enviados:00111101 00001101 10110101 No receptor, as palavras so novamente somadas e comparadas com o checksum enviadoVerifica se o checksum enviado igual ao calculadoLLCCdigos de deteco de errosCRC - Cdigo de Redundcia CclicaAs strings de bits so representaes de polinmios com coeficientes 0 e 1 apenasUm quadro de m bits considerado um polinmio com m termos, variando desde xm-1 at x0 (grau m-1)Exemplo: 110001 representa o polinmio x5+x4+x0LLCCdigos de deteco de errosCRC - Cdigo de Redundcia CclicaO transmissor e o receptor devem concordar em relao ao polinmio gerador, G(x) antes do incio da transmissoQuadro verificado = quadro + total de verificaoAcrescentar um total de verificao no final do quadro, de forma que o polinmio representado pelo quadro verificado seja divisvel por G(x)Quando obtiver o quadro verificado, o receptor tentar dividi-lo por G(x), a existncia de um resto indica que houve um erro de transmisso

LLCCdigos de deteco de errosCRC - Cdigo de Redundcia CclicaQuadro: 1101011011Gerador: 10011Acrescentamos Mensagem aps o acrscimo de bits 0 da quatidade de bits do polinmio gerador -1:Nesse caso 4 bits zero: 11010110110000

LLCCdigos de deteco de errosCRC - Cdigo de Redundcia CclicaSeguidamente divide-se a mensagem (ponto anterior) pelo polinmio geradorA diviso de dois polinmios (na sua forma binria) feita recorrendo operao XOR ()

LLCCdigos de deteco de errosCRC - Cdigo de Redundcia Cclica

LLCCdigos de deteco de errosCRC - Cdigo de Redundcia CclicaQuadro: 1101011011Gerador: 10011Acrescentamos Mensagem aps o acrscimo de bits 0 da quatidade de bits do polinmio gerador -1:Nesse caso 4 bits zero: 11010110110000Valor a ser tranmitido: 11010110111110

Camada de EnlaceProtocolos

EthernetFoi a primeira LAN de alta velocidadeMetcalf e BoggsDcada de 70

Ethernet802.3CSMA/CDCRCDiversas tecnologias10BaseT100BaseT1000BaseT10Base210Base5

EthernetEvoluoInicioCabo coaxialMeio compartilhadoHalf-DuplexAtualCabo par tranado / Fibra pticaPonto-a-pontoFull-Duplex

EthernetComunicao atravs do MAC6 bytesHexadecimalSeparados por : ou -3 bytes fabricantes3 bytes identifica o equipamentoIdentificador universalOu deveria serPadronizao do IEEEhttp://standards.ieee.org/develop/regauth/oui/public.html

EthernetFormato do quadro

EthernetFormato do quadroPrembulo: sequncia de bits para sincronizao entre os hosts (transmissor e receptores)7 bytes 10101010 e 1 byte 10101011Endereo de destino: endereo de enlace do host de destinoEndereo de origem: endereo de enlace do host de origem

EthernetFormato do quadroTypeIdentifica o protocolo da camada de redeDadosPacote IPPadCampo de preenchimento adicionalCRC: Checagem de integridadePolinmio de 32 bits

EthernetUnicastBroadcastFF:FF:FF:FF:FF:FF

EthernetPor que o endereo de destino vem primeiro?

ARPAddress Resolution ProtocolFaz a traduo entre IP e para MACCada n possui uma tabela, normalmente temporria (TTL), contendo associao entre IP e MACUtiliza o arp para descoberta do MAC do host de destino

ARPExemplo de tabela arp

Endereo IPEndereo MACTTL192.168.0.100:F1:10:20:12:1213:45192.168.0.200:F1:10:12:13:2907:21ARPFuncionamentoVamos verificar!

Equipamento de Camada 2SwitchAPBridge

SwitchEquipamentos de camada 2Switchs layer 3 e 4 - Opnio pessoal, no switchComutadorFuncionalidade de interligar equipamentosTrabalha half-duplex e full-duplexSegmentar a rede

SwitchAprendizado dinmicoTabela de endereos3 modos de operaoStore-and-ForwardCut-ThroughAdaptative Cut-Through

SwitchFuncionamento internoVamos verificar!

802.11CSMA/CAECC (error-correcting code) - Cdigo de HammingProblema da estao oculta e estao exposta j visto

802.11Arquitetura

802.112 modos de operaoDCF (Distributed Coordination Function)No utiliza controle centralSemelhante ao EthernetImplementao obrigatriaPCF (Point Coordination Function)Utiliza a estao base BS ou AP para controlar toda a atividade em sua clulaImplementao opcionalRTS (Request to Send) e CTS (Clear to Send)

Comparativo entre dispositivosHubRoteadorSwitchIsolamento de TrfegoNoSimSimPlug-and-playSimNoSimRoteamento timoNoSimNoEquipamentosHub - Camada 1

EquipamentosSwitch - Camada 2GerencivelNo gerencivel

EquipamentosAPs - Camada 2

VLANProcolo da camada 2Funo principal: Segmentar a redeFunes:Segmentao baseado na estrutura organizacionalControleSeguranaIsolamento de problemasDesempenho - BroadcastEconomia

VLANCom VLAN X Sem VLAN

VLAN802.1QIEEEPadro atualmente definidoClientes no tratam a TAGSwitches e roteadores inserem e retiram a TAG - Erro CRC

VLANID1 e 1005VLAN 1PadroNo pode ser removida

VLAN

VLANMtodosEstticaDefinida manualmenteDinmica802.1x

VLANTipos de portaAccessTrunk

VLANComunicao entre VLANs?RoteadorPrxima camada