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Aulas 10 / 11 – TEC 11ºF. Redes de computadores Prof. António dos Anjos. Terminologia importante (relembrar). Meio Canal ao qual está ligada a placa de rede, através do qual os dados viajam. (e.g. Fibra óptica; Cabo coaxial; Cabo TP) Segmento - PowerPoint PPT Presentation
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Aulas 10 / 11 – TEC 11ºF
Redes de computadores
Prof. António dos Anjos
Aula 10 / 11 2
Terminologia importante (relembrar)
Meio Canal ao qual está ligada a placa de rede, através do qual os dados
viajam. (e.g. Fibra óptica; Cabo coaxial; Cabo TP)
Segmento Meio físico de TX partilhado por NICs (Network Interface Cards)
Nó Computadores e periféricos ligados aos segmentos através das
NICs
Trama “Pedaço” de informação que circula, pelo meio físico, na
comunicação entre nós. (Frame)
Aula 10 / 11 3
O problema
Quando é necessário comunicar numa rede, apenas um computador pode aceder ao meio físico.
Se dois ou mais computadores tentarem aceder à mesma linha ao mesmo tempo, dá-se uma: COLISÃO
Como organizar as transmissões de forma a que todos os computadores possam ter uma oportunidade trocar mensagens?
Aula 10 / 11 4
Padrão de Rede
Conjunto de regras que define:Meio físico de transmissão
Como os computadores acedem ao meio físico de transmissão
Formato dos pacotes que nele viajam
Aula 10 / 11 5
Padrões de Rede
Ethernet
Token-Ring
FDDI, etc…
Aula 10 / 11 6
Padrão Ethernet
Primeira rede Ethernet em 1973 pela Xerox Corporation [Metcalfe]
É uma tecnologia de área local
Definido pela norma 802.3 da IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)
Aula 10 / 11 7
Ethernet – Cablagem (recordar)
Denominação Ethernet
TipoVelocidade
MbpsTam. Max.
CaboFichas
10BaseT UTP cat.3 10 100m RJ45
10Base2 Coaxial 10 185m BNC “T”
10Base5 Coaxial “Thick” 10 500m AUI
10BaseF Fibra Óptica 10 2Km ?
100BaseTX UTP cat.5 100 100m RJ45
100BaseFX Fibra Óptica 100 2Km ?
Aula 10 / 11 8
Ethernet – MAC
MAC – Medium Access Control
O padrão Ethernet define como protocolo de MAC o protocolo: “CSMA/CD”
CSMA/CD – Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection
CSMA/CD é um protocolo MAC baseado na contenção
Aula 10 / 11 9
MAC baseado na contenção
Não há controle
Cada NIC tenta “tomar posse” do meio físico
Eficaz em redes com pouco tráfego
Pode tornar-se muito lento em tráfego muito elevado
Aula 10 / 11 10
CSMA original (analogia)
Grupo de amigos que querem falar
Enquanto um fala os outros ouvem
Quando ninguém está a falar, outro pode começar
Problema: Quando todos estiverem calados, dois podem
começar a falar ao mesmo tempo (colisão!!!)
Aula 10 / 11 11
CSMA original (algoritmo)
O nó que quer transmitir primeiro “escuta” se o canal está livre (carrier sense)
Se o meio estiver a ser utilizado, o nó aguarda; senão transmite
O transmissor aguarda aviso de recepção (ACK), se não chegar, reenvia
Impede colisões durante transmissões já iniciadas
Não evita colisões nas tentativas simultâneas de acesso ao meio
PROBLEMA: Quando se dá uma colisão, o meio fica inutilizado durante a duração de ambos os frames.
Aula 10 / 11 12
CSMA/CD
CSMA com detecção de colisão (Collision Detection)
Escuta o meio enquanto transmite o frame
Soluciona o problema da inutilização do meio em caso de colisão de frames de grande dimensão
Aula 10 / 11 13
CSMA/CD (algoritmo)
1 – Se o meio estiver livre, transmite o frame e mantém escuta ao canal; senão 2
2 – Se o meio estiver ocupado, aguarda até estar livre e depois 1
3 – Se for detectada uma colisão, interrompe a transmissão e 4
4 – Aguarda uma quantidade aleatória de tempo e 1
Aula 10 / 11 14
CSMA Vs CSMA/CD
CSMA não evita colisões
CSMA/CD não evita colisões
Então qual é a vantagem do CSMA/CD?Detecta as colisões e aborta a TX de forma
a deixar o meio livre, o mais cedo possível
Aula 10 / 11 15
Ethernet – Limite do Payload
Então e se o nosso amigo nunca mais se calar?Não temos oportunidade de começar a falar
Um frame Ethernet limita o tamanho dos dados (payload) no frame a 1500 bytes
Aula 10 / 11 16
Padrão Token-Ring
Criado pela IBM
É uma tecnologia de área local
Definido pela norma 802.5 da IEEE
Aula 10 / 11 17
Token-Ring – MAC
Utiliza o protocolo de MAC:
“Token-Passing”
Método baseado em “Round Robin”
Aula 10 / 11 18
Token-Passing (analogia)
Grupo de amigos em círculo
Uma bola é passada de amigo para amigo Quando alguém tem a bola, passa-a para o amigo
à sua direita
Cada amigo só pode falar enquanto tiver a bola Isto garante que só uma pessoa fala de cada vez
Aula 10 / 11 19
Token-Passing (analogia 2)
A pessoa que recebe a bola, em vez de falar, escreve a mensagem num papel Incluindo o nome do destinatário
Antes de passar a bola passa a carta à pessoa à sua direita
Se a pessoa que receber a carta for o destinatário, lê a mensagem e assina-a
Assim que a mensagem volta ao remetente, este verifica que a mensagem foi recebida (assinada) e de seguida destrói-a Entretanto a bola continua a circular
Aula 10 / 11 20
Token-Passing (algoritmo)
Um conjunto de 3 bytes chamado de “Token” (testemunho) circula de computador em computador
Se um computador receber o Token e não tiver mensagem para enviar, passa o Token ao próximo computador
Senão, “segura o Token” e envia a mensagem com o endereço do destinatário A mensagem passa de computador em computador até ao
destinatário e quando retornar ao remetente, é destruída
O destinatário poderá sinalizar a mensagem para o remetente verificar que esta foi bem recebida
Assim que a mensagem tiver sido transmitida, o computador “larga” o Token e passa-o para o próximo computador
Aula 10 / 11 21
CSMA/CD Vs Token-Passing(protocolos de controle ao acesso do meio)
CSMA/CD (usado pelo padrão Ethernet) Simples
Overhead pequeno Eficaz em redes com pouco tráfego Tempo de acesso ao meio não é determinístico (é probabilístico) Não eficaz em redes com muito tráfego
Muitas colisões Não permite estabelecimento de prioridades de acesso ao canal (meio)
Token-Passing (usado pelo padrão Token-Ring) É justo Eficiente em redes com tráfego elevado É possível o estabelecimento de prioridades Tempo de acesso ao meio é determinístico (bom p/aplicações de tempo real)
Mecanismos de criação e gestão do Token complexos
Overhead elevado Não é tão eficiente em redes com tráfego baixo
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