Aulas de rede

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    26-Dec-2014

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<ul><li> 1. Comunicao e Redes de Computadores Prof. M.Sc. Andr Nasserala Analista de Sistemas Esp. Redes de Computadores nasserala@gmail.com +55 (68) 9979-6658 Camada de Enlace A camada de ligao de dados tambm conhecida como camada de enlace ou link de dados. Esta camada detecta e, opcionalmente, corrige erros que possam acontecer no nvel fsico. responsvel pela transmisso e recepo (delimitao) de quadros e pelo controle de fluxo. Ela tambm estabelece um protocolo de comunicao entre sistemas diretamente conectados. Exemplo de protocolos nesta camada:1. PPP(Point-to-Point Protocol);2. LAPB(Link Access Procedure, Balanced) do X.25;3. NetBios(Network Basic Input Output System). Camada de Enlace A camada de enlace de dados fornece um servio camada de rede. Ela faz o encapsulamento das informaes da camada de rede em quadros(a PDU da Camada 2). O cabealho do quadro contm informaes (por exemplo, endereos fsicos) necessrias para completar as funes de enlace de dados. A camada de enlace fornece um servio camada de rede encapsulando as informaes da camada de rede em um quadro. A camada fsica tambm fornece um servio camada de enlace. A camada fsica codifica o quadro de enlace de dados em um padro de 1s e 0s (bits) para a transmisso no meio (geralmente um cabo) na Camada 1. 1 </li> <li> 2. Camada de Enlace Fornece um servio camada de rede (3) usando os servios da camada fsica (1). Alguns dos servios: Promoo de ligaes entre entidades de rede; Enquadramento ( partio de dados em quadros e a transmisso destes quadros por meio de uma ligao); Sequenciamento dos quadros, se necessrio (manter a ordem correta dos quadros durante a transmisso); Estabelecimento e manuteno de nveis aceitveis de controle de fluxo enquanto os quadros so transmitidos atravs de uma ligao; Deteco (e possvel correo) de erros da camada fsica, o que inclui notificao de erros detectados e no corrigidos; Camada de Enlace Resumo: a camada de enlace de dados regula e d forma transmisso de dados de software de um n ao sistema de cabo da rede. Dita o formato dos dados, tempos, sequenciamento de bits e muitas outras atividades para cada tipo particular de rede. Ela implementada tipicamente em um n como um driver de dispositivo. Em redes do padro IEEE 802 esta camada dividida em outras duas camadas:1. Controle de ligao lgica (LLC), que fornece uma interface para camada superior (rede);2. Controle de acesso ao meio fsico (MAC), que acessa diretamente o meio fsico e controla a transmisso de dados. LLC(Enquadramento) Enquadramento: Refere-se ao processo de particionar uma sequncia de bits em unidades discretas ou blocos de dados denominados quadros. Existem formatos e sequnciads de tempos especficos para cada tipo de rede local. Quadros: maquinas emissoras e receptoras podem sincronizar a transmisses e recepes de dados, pois os quadros possuem limites detectveis. Facilita a deteco e correo de erros (informaes sobre o contedo do quadro so computados e transmitidos dentro dele). 2 </li> <li> 3. LLC(Enquadramento) Um procedimento comum de enquadramento a insero de caracteres de marcao antes de depois da mensagem transmitida de dados. EX: Marcador de incio e parada 01111110; Conjunto de dados a ser transmitido 1111110011111011; Conjunto de dados aps o preenchimento de bits 111110100111110011; Conjunto de dados aps o preenchimento de bits e a insero de bits de incio e parada 0111111011111010011111001101111110; Preenchimento de bits: alterar o conjunto de dados para garantir a unicidade dos padres de incio e parada LLC(Enquadramento) Quadro Ethernet tem oito campos:1. Prembulo: usado para sincronizao;2. Delimitador de incio do quadro;3. Endereo de destino: endereo MAC da estao receptora;4. Endereo de origem: endereo MAC da estao emissora;5. Comprimento: Campo de dados que vem a seguir;6. Dados: Informao a ser transmitida;7. Protetor: contm dados adicionais que preenchem o campo de dados at o seu mnimo de 46 bytes;8. Checagem de soma (CRC): checagem de redundncia cclica. LLC(Enquadramento) ! Prembulo S Destino Origem L Dados P CRC (7bytes) (1 byte) (6 bytes) (6 bytes) 2 bytes) (de 46 a 1500 bytes) (n bytes) (4 bytes) ! Prembulo Cabealho [D+O+L] ) Dados Engate [P+CRC] [Pre+S] (8 bytes) (14 bytes) (de 46 a 1500 bytes) (4bytes) 3 </li> <li> 4. LLC(Enquadramento) MAC: 08:00:20:01:D6:2A: 3 blocos iniciais correspondem ao fabricante: Ex: 08:00:20: (Sun) 00:00:0c (Cisco) 00:00:1D (Cabletron) 08:00:07 (Apple) 3 blocos restantes especificam um nmero serial nico espeficado pelo fabricante; LLC(Cont. de Fluxo) O controle de fluxo, que mais uma funo da subcamada LLC, refere-se a um processo de controle de taxa de troca de dados entre dois ns. O controle de fluxo requer um mecanismo de retroalimentao que informa mquina origem a capacidade da mquina de destino para suportar o fluxo corrente de transmisso de dados. O controle de fluxo necessrio porque pode ocorrer de um n emissor transmitir quadros a uma taxa mais rpida do que aquela em que o n receptor pode receber e processar. Ex: Clientes 486 e servidor Intel Core i7; LLC(Cont. de Fluxo) O controle de fluxo, que mais uma funo da subcamada LLC, refere-se a um processo de controle de taxa de troca de dados entre dois ns. O controle de fluxo requer um mecanismo de retroalimentao que informa mquina origem a capacidade da mquina de destino para suportar o fluxo corrente de transmisso de dados. O controle de fluxo necessrio porque pode ocorrer de um n emissor transmitir quadros a uma taxa mais rpida do que aquela em que o n receptor pode receber e processar. Ex: Clientes 486 e servidor Intel Core i7; 4 </li> <li> 5. LLC(Cont. de Fluxo) Protocolo Parar-e-Esperar Transmissor transmite um quadro e espera pela confirmao de recepo pelo n receptor. Impraticvel em ambientes modernos: comunicao Half- Duplex; Bom para quadros grandes (mas geralmente os quadros so subdivididos em quadros menores para acomodar o tamanho limitado do buffer dos receptores) Tamanhos menores de quadro facilitam a deteco de erros e reduzem a quantidade de dados a serem retransmitidos no caso de um erro detectado. LLC(Cont. de Fluxo) Protocolo de Controle de Fluxo por Janela Mvel Melhora o fluxo de dados ao colocar o receptor informando ao emissor seu espao de buffer. Isso possibilita ao emissor transmitir quadros continuamente sem precisar esperar por confirmaes dos quadros, considerando que o nmero de quadros enviados no ultrapasse os buffers do receptor. O conceito de janela mvel implementado requisitando ao emissor a enumerao seqencial dos quadros de dados emitidos e fazendo com que o emissor e receptor mantenham informaes sobre o nmero de quadros que eles podem respectivamente emitir ou receber. Protocolos de controle de fluxo baseados nesse conceito so denominados protocolos de janela mvel ou deslizante. LLC(Controle de Erros) Refere-se ao processo de garantir a entrega confivel dos dados. Ou seja, os dados recebidos so idnticos aos dados transmitidos. Correo de erros por retransmisso: requer informao apenas o suficiente no fluxo de dados para que o n receptor possa detectar um erro ocorrido durante a transmisso. O n receptor pode solicitar ao emissor a retransmisso daquela unidade de dados. Correo autnoma de erros: requer informao redundante no fluxo de dados para que o n de destino possa detectar e corrigir os erros de forma autnoma. 5 </li> <li> 6. LLC(Controle de Erros) Refere-se ao processo de garantir a entrega confivel dos dados. Ou seja, os dados recebidos so idnticos aos dados transmitidos. Correo de erros por retransmisso: requer informao apenas o suficiente no fluxo de dados para que o n receptor possa detectar um erro ocorrido durante a transmisso. O n receptor pode solicitar ao emissor a retransmisso daquela unidade de dados. Correo autnoma de erros: requer informao redundante no fluxo de dados para que o n de destino possa detectar e corrigir os erros de forma autnoma. As rede locais Ethernet usam a checagem de soma CRC que feita usando um procedimentos denominado checagem de redundncia cclica, que um mtodo de deteco de erros extremamente poderoso e robusto. Subcamada MAC As redes locais usam topologia de difuso, o que significa que os ns de uma rede local compartilham um canal de comunicao nico e precisam disputar o mesmo meio para transmitir os dados. A subcamada MAC oferece a forma como os ns compartilham o meio fsico (quem, como, quando e por quanto tempo ocorrer o uso do canal). Duas categorias amplas de mtodos de acesso so mais apropriadas para redes locais: acesso no-sequencial (por vezes chamado de estocstico ou estatstico) e passagem de mensagens (denominado determinstico). MAC(Acesso No-Seqncial) Definem como um n pode acessar um canal de comunicaes. Acesso no-sequencial implica disputa. A disputa ocorre quando mais de uma entidade compete para fazer algo ao mesmo tempo. Quando dois ou mais ns tentam se comunicar ao mesmo tempo suas transmisses "colidem" (coliso). As colises so detectadas pelas caractersticas fsicas do meio. Mais especificamente, quando ocorre uma coliso, o nvel de energia de um canal de altera. Nesse momentos, os sinais dos ns podem se embaralhar. Monitorando a linha de transmisso, os ns da rede so equipados para detectar esta condio. 6 </li> <li> 7. MAC(Acesso No-Seqncial) O que um n faz quando detecta uma coliso depende do protocolo da subcamada MAC do n. Para minimizar a ocorrncia de coliso, os ns podem seguir um protocolo que exija que eles primeiro "escutem" a transmisso do outro n antes de comear a transmitir dados. Chamamos este tipo de protocolo de protocolos sensveis ao transporte. A escuta se resume na deteco do sinal (portadora), sendo por isto o mtodo chamado de CSMA (Carrier Sense Multiple Access). MAC(Passagem de Tokens) Diferentemente dos protocolos de acesso no-sequencial, os protocolos de passagens de tokens no usam deteco de coliso. Em vez disso, baseiam-se em concesso ao ns de permisso para transmitir. A permisso dada na forma de uma quadro especial de controle denominado token. O princpio subjacente muito simples: o n que possui o token pode acessar o meio. Como a posse do token controla o acesso ao meio, a possibilidade de disputa eliminada. A ausncia de disputa tambm implica ausncia de colises. O IEEE definiu dois protocolos para redes locais baseadas em passagem de tokens. MAC(Passagem de Tokens) IEEE 802.4 (token bus) e IEEE 802.5 (token ring) Os protocolos de acesso no-sequencial so estocsticos. Eles se baseiam no princpio de que a probabilidade de dois computadores transmitirem simultaneamente quase zero. Com uma probabilidade assim baixa, esses protocolos permitem transmisso simultnea. Eles so projetados para permitir que os ns detectem e resolvam colises resultantes dessas transmisses. Os protocolos de passagem de token, em contraste so determinsticos. Eles se fundamentam no princpio de que dois ns no devem ter permisso para transmitir ao mesmo tempo. No h coliso. 7 </li> </ul>