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Claudivan C. Lopes

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Sobre a arquitetura Ethernet

Camadas da arquitetura Ethernet

Topologias para redes Ethernet

IFPB/Patos - Prof. Claudivan 2

É a arquitetura mais comum em redes locais

O modo de transmissão tradicional é o half-duplex

Funcionam também em modo full-duplex, mas para isso:

1. Transmissor/receptor devem ser full-duplex

2. O periférico concentrador também deve ser full-duplex

A arquitetura está disponível em 4 velocidades de transmissão:

◦ 10Mbps, ou Ethernet padrão

◦ 100Mbps, ou Fast Ethernet

◦ 1Gbps, ou Gigabit Ethernet

◦ 10Gbps, ou 10G Ethernet → funciona somente em modo full-duplex


A arquitetura opera nas camadas 1 e 2 do modelo OSI

Portanto, é responsável por:◦ Transformar os pacotes em quadros de dados

◦ Converter os bits dos quadros em sinais compatíveis com o meio de transmissão


LINK DE DADOS

FÍSICA

2

1

CONTROLE DO LINK LÓGICO (LLC)

CONTROLE DE ACESSO AO MEIO (MAC)

FÍSICAModelo OSI

Ethernet

As camadas de 3 a 7 do modelo OSI são substituídas pela pilha de protocolos que estiver sendo usada

P. ex., uma rede local baseada no protocolo TCP/IP usando a arquitetura Ethernet (cenário mais comum)




FÍSICA

PILHA DE PROTOCOLOS

Ethernet

TCP/IP

Outro exemplo comum é uma rede local baseada no protocolo NetBEUI usando a arquitetura Ethernet




FÍSICA

PILHA DE PROTOCOLOS

Ethernet

NetBEUI

Controle do link lógico

◦ LLC (Logical Link Control), padrão IEEE 802.2

◦ LLC tem a responsabilidade de incluir no quadro de dados,as informações sobre o protocolo do nível acima que lheentregou o pacote a ser transmitido

Essas informações permitem que a LLC no receptor saiba qual éo protocolo no nível acima para o qual deve entregar o quadroque foi recebido


Controle de acesso ao meio

◦ MAC (Media Access Control), padrão IEEE 802.3

1. É responsável por gerar os quadros de dados (chamado quadro Ethernet) para serem enviados a camada física

Nesses quadros são incluídos os endereços das placas de rede dos dispositivos transmissor e receptor

Toda placa de rede possui um endereço físico e único que é gravado numa memória ROM dentro da placa. Este endereço é chamado de MAC


Controle de acesso ao meio (continuação)

2. Também é responsável por verificar se o cabo está livre para o uso, através do protocolo de detecção de colisão chamado CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access withCollision Detection)

Uma colisão ocorre quando duas ou mais placas de rede tentamenviar os seus quadros de dados pelo mesmo cabo no mesmoinstante de tempo



◦ Funcionamento do protocolo CSMA/CD:

1. A placa de rede verifica se o cabo está livre

2. Se livre, ela inicia a transmissão do quadro de dados

3. Se ocupado, ela aguarda por um tempo aleatório

4. Ao final desse tempo, volta-se ao passo 1

◦ O tempo de espera é diferente para cada placa de rede

◦ Uma placa de rede tenta retransmitir o mesmo quadro de dados 16 vezes. Se não conseguir, ela gera um erro



◦ Quanto mais computadores na rede, maior a probabilidade de ocorrerem colisões

◦ Quanto mais colisões, pior é o desempenho da rede

Redes locais com hub → probabilidade de muitas colisões

Redes locais com switch → pouquíssimas colisões

◦ O protocolo CSMA/CD é desabilitado em redes locais com transmissão full-duplex



◦ Quanto ao endereço MAC Toda porta de rede Ethernet (ou simplesmente porta Ethernet)

recebe um endereço MAC

Isso significa que não só as placas de rede possuem MAC, mas toda porta Ethernet presente em qualquer periférico, p. ex., os roteadores

Endereços MAC podem também identificar um grupo de placas de rede MAC de um único dispositivo → endereço unicast

MAC p/ grupo de dispositivos da rede → endereço multicast

MAC p/ todos os dispositivos da rede → endereço broadcast


Camada física

◦ É implementada na placa de rede dos dispositivos da rede

◦ Responsável por codificar (ou modular) os dados para a transmissão no meio físico (cabo metálico ou fibra óptica)

◦ As taxas de transferência disponíveis para redes Ethernet têm padrões de codificação diferentes

10Mbps → codificação Manchester (todos os cabos)

100Mbps → codificação 4B/5B (todos os cabos)

1Gbps → codificação 4D-PAM-5 (cabo par trançado) e 8B/10B (fibra óptica)

10Gbps → codificação DSQ128/PAM-16 (par trançado) e 64B/66B (fibra)


Camada física (continuação)

◦ Quanto a placa de rede Ethernet:

Tipos de cabeamento suportado:

Cabo coaxial fixo

Cabo coaxial grosso

Cabo par trançado

Fibra óptica


Camada física (continuação)

◦ Quanto a placa de rede Ethernet (continuação):

Tipos de conectores utilizados: BNC → para cabo coaxial fino

AUI → para cabo coaxial grosso

RJ-45 → para cabo par trançado

MT-RJ (mais comum) → para fibra óptica

O cenário mais recente: Os computadores vem com uma placa de rede Ethernet embutida na placa-mãe

Normalmente é uma placa Fast Ethernet ou uma placa Gigabit Ethernet


Topologia linear

◦ Os computadores da rede são ligados ao mesmo cabo

◦ Esta topologia pode ser implementada usando:

1. Cabo coaxial

Se o cabo partir, todos os computadores deixam de ter acesso a rede

2. Cabo par trançado + hub

Se o cabo partir, somente o computador ligado ao cabo rompido não terá acesso a rede


Topologia em estrela


◦ Topologia implementada utilizando cabo par trançado + switch

◦ Vantagens:◦ A rede não pára se um cabo se romper

◦ O uso do switch melhora o desempenho da rede, pois permite transmissões simultâneas

entre computadores diferentes

◦ Permite o uso de cabeamento estruturado (facilita a organização e expansão da rede)

Gabriel Torres. Redes de Computadores – Versão Revisada e Atualizada. Editora Nova Terra, 2009

Wikipédia. IEEE 802.2. http://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.2

Wikipédia. IEEE 802.3. http://pt.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.3


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