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Redes de Computadores II
Ricardo José Cabeça de Souza
www.ricardojcsouza.com.br
• Bob Metcalfe – 1973 Xerox PARC
• Alto Aloha Network
• Ethernet – Ether – espaço luminífero
– Propagação de ondas eletromagnéticas pelo espaço
– Recurso essencial ao sistema: meio físico
• Patente Ethernet: 1977 – Multipoint Data Communication System With Collision Detection
ETHERNET
• EVOLUÇÃO
• Lançamento Padrão DIX Ethernet 10 Mbps – 1980
– DEC / Intel / Xerox (DIX)
– Cabo coaxial grosso
ETHERNET
• EVOLUÇÃO
• Padronização IEEE (LAN e MAN) – 1985
– 802
• Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection - CSMA/CD (802.3)
• Token Bus (802.4)
• Token Ring (802.5)
• DQDB (802.6)
ETHERNET
• IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers)
– Organização profissional sem fins lucrativos
– Meta é promover conhecimento no campo da engenharia elétrica, eletrônica e computação
– Estabelecimento de padrões para formatos de computadores e dispositivos
ETHERNET
EVOLUÇÃO (Identificadores do IEEE)
Sistema de Mídia 10Base5
– Ethernet Original
– Cabo Coaxial Grosso
– Conector Transceivers
– 10 Mbps
– Cabo Transceivers: 50 m
– NIC
– Tamanho Máx Segmento: 500 m
ETHERNET
ETHERNET
EVOLUÇÃO (Identificadores do IEEE)
Sistema de Mídia 10Base2
– Cabo Coaxial Fino
– Conector BNC
– 10 Mbps
– NIC
– Tamanho Máx Segmento: 185 m
ETHERNET
ETHERNET
ETHERNET
EVOLUÇÃO (Identificadores do IEEE)
Sistema de Mídia 10BaseT
– Par trançado (UTP) cat. 3 ou superior (TIA/EIA)
– Conector RJ-45
– 10 Mbps
– Repetidor com portas 10BaseT
– NIC
– Tamanho Máx Segmento: 100 m
ETHERNET
ETHERNET
ETHERNET
EVOLUÇÃO (Identificadores do IEEE)
Sistema de Mídia 10BaseF
– Fibra ótica
– 10BaseFL (Fiber Link)
– 10BaseFB (Fiber Backbone)
– 10 Mbps
– Conectar Repetidores
– Conector ST
– Tamanho Máx Segmento: 2.000 m
ETHERNET
• Fibra Ótica ETHERNET
Multimodo
Monomodo
EVOLUÇÃO (Identificadores do IEEE)
Sistema de Mídia 100BaseTX
– Fast Ethernet
– Par trançado (UTP ou STP) cat. 5
– 100 Mbps
– Conector RJ-45
– NIC
– Repetidor com portas 100BaseTX
– Tamanho Máx Segmento: 100 m
ETHERNET
EVOLUÇÃO (Identificadores do IEEE)
Sistema de Mídia 100BaseFX
– Fast Ethernet
– Fibra ótica
– 100 Mbps
– NIC
– Conector SC
– Repetidor com portas 100BaseFX
– Tamanho Máx Segmento:
– 2.000 m (full-duplex)
ETHERNET
EVOLUÇÃO (Identificadores do IEEE)
Sistema de Mídia 1000BaseT
– Gigabit Ethernet (jul/1999)
– IEEE 802.3ab
– Par trançado (UTP ou STP) cat.5e
– 1000 Mbps
– NIC
– Conector RJ-45
– Full-Duplex
– Hubs de Comutação com portas 1000BaseT
– Tamanho Máx Segmento: 100 m
ETHERNET
EVOLUÇÃO (Identificadores do IEEE)
Sistema de Mídia 1000BaseX
– Gigabit Ethernet
– IEEE 802.3z
– Fibra ótica
– 1000 Mbps
– NIC
– Conector SC
– Full-Duplex
– Hubs de Comutação com portas 1000BaseX
– Tamanho Máx Segmento: 10 Km
– 1000BaseLX – 100 Km
ETHERNET
• Os elementos básicos do Ethernet – QUADRO(Frame)
• Conjunto padronizado bits usados para transporte dados
– Protocolo MEDIA ACCESS CONTROL(MAC) • Regras de acesso
– COMPONENTES DE SINALIZAÇÃO • Dispositivos eletrônicos para enviar e receber
dados
– MEIO FÍSICO • Cabos ou outros meios
ETHERNET
• O Quadro Ethernet ETHERNET
• Preâmbulo/SFD
– 64 bits
– Sincronização do stream de dados
– Interfaces 10 Mbps
– Permite perda dados iniciais
– SFD – Start Frame Delimiter
– Mantido em Fast e Gigabit Ethernet (sinalização constante)
56 bits 8 bits
PRE SFD
ETHERNET
• Endereço de Origem e Destino – Controlado pelo IEEE-Standards Association
– OUI (Organizationally Unique Identifier) do Fabricante – 24 bits
– 24 bits seguintes – atribuído pelo fabricante
– Endereço MAC (Media Access Control) • Interface(NIC) lê endereço destino
• Trata o quadro ou ignora
48 bits 48 bits
DA SA
ETHERNET
Cabeçalho de marcação de VLAN
(Virtual LAN) – Entre origem e campo de tamanho/tipo
– 4 bytes de extensão
– Usado por hubs de comutação para direcionar tráfego para membros de uma determinada VLAN
ETHERNET 48 bits 48 bits
DA SA
16 bits
Length/Type
• Campo de Tipo/Tamanho
– Se valor campo <= tamanho máx quadro (1.518 decimal)
• Então campo Tipo/Tamanho = campo de tamanho – nº octetos dados LLC
• Senão valor campo Tipo/Tamanho > tamanho máx – tipo de protocolo dos dados
16 bits
Length/Type
ETHERNET
• Campo de Dados
– Mínimo de 46 bytes e Máximo de 1500
– Se dados < 46 bytes
• São usados dados de preenchimento(PAD)
46 a
1500 bits
Data/PAD
ETHERNET
• FCS (Frame Check Sequence)
– CRC (Cyclic Redundancy Check)
– Verificar integridade quadro (sem preâmbulo)
– CRC gerado na transmissão com campos: destino, origem, tipo/tamanho e dados
32 bits
FCS
ETHERNET
CRC (Cyclic Redundancy Check)
–Código Polinomial
–Cadeias de bits
–Polinômio Gerador G(x)
–Quadro M(x)
–Aritmética Módulo 2
ETHERNET 32 bits
FCS
Cálculo do CRC
Quadro M(x)
1 1 0 1 0 1 1 0 1 1
Polinômio Gerador G(x)
G(x) = x4 + x + 1
Algoritmo de Cálculo
Definir r grau G(x)
Acrescentar r bits “0” ao Quadro – Gera E(x)
Dividir – E(x) por G(x) (Aritmética Módulo 2)
Resto = CRC
Enviar Quadro M(x) + CRC
ETHERNET
Cálculo do CRC - Exercício
Quadro M(x)
1 0 1 1 0 0 0 1
Polinômio Gerador G(x)
G(x) = x4 + x + 1
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Polinômios se tornaram padrões internacionais:
CRC-16 = x16 + x15 + x2 + 1
CRC-CCITT = x16 + x12 + x5 + 1
CRC-12 = x12 + x11 + x3 + x2 + x + 1
CRC-32 = x32 + x26 + x23 + x22 + x16 +
x11 + x10 + x8 + x7 + x5 + x4 +
x2 + x + 1
ETHERNET
• Referências Bibliográficas – KUROSE, Jim F. ROSS, Keith W. Redes de Computadores e a Internet. Uma nova
abordagem. 3. ed. São Paulo: Addison Wesley, 2006. – ARNETT, Matthen Flint. Desvendando o TCP/IP. Rio de Janeiro: Campus, 1997. – CARVALHO, Tereza Cristina Melo de Brito (Org.). Arquitetura de Redes de
Computadores OSI e TCP/IP. 2. Ed. rev. ampl. São Paulo: Makron Books do Brasil, Brisa; Rio de Janeiro: Embratel; Brasília, DF: SGA, 1997.
– COMER, Douglas E. Interligação em rede com TCP/IP. 2. Ed. Rio de Janeiro: Campus, 1998. v.1.
– GASPARINNI, Anteu Fabiano L., BARELLA, Francisco Rogério. TCP/IP Solução para conectividade. São Paulo: Editora Érica Ltda., 1993.
– TANENBAUM, Andrew S. Redes de computadores. 3. Ed. Rio de Janeiro: Campus, 1997.
– SOARES, Luiz Fernando G. Redes de Computadores: das LANs, MANs e WANs às redes ATM. Rio de Janeiro: Campus, 1995.
– SPURGEON, Charles E. Ethernet: o guia definitivo. Rio de Janeiro: Campus, 2000.
– Gigabit Ethernet White Paper by Gigabit Ethernet Alliance (1997) http://www.gigabit-ethernet.org/ technology/whitepapers/gige_0997/papers97_toc.html
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