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Redes e Serviços em Banda Larga

Redes Locais de Alta Velocidade

Paulo Coelho 2002 /2003

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Introdução

� Fast Ethernet � Gigabit Ethernet� ATM LANs

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Características de algumas LANs de alta velocidade

ATM ForumIEEE 802.3IEEE 802.3Standard de suporte

ComutadoCSMA/CDCSMA/CDMétodo de acesso

UTP, STP, Fibra ópticaFibra óptica, UTPUTP, STP, Fibra óptica

Meio de transmissão

25 Mbps – 1.2 Gbps1 Gbps100 MbpsTaxa de transmissão

ATM LANGigabit EthernetFast Ethernet

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Porquê LANs de alta velocidade ?

� 2 Motivos� O poder computacional dos PCs continua a

aumentar rapidamente� Computação em Rede

� Exemplos de aplicação� Centralização de servidores (Server Farms)� Aplicações de comunicação multimédia� Backbone local de alta velocidade

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Ethernet Clássica

� Topologia em Barramento� 10 Mbps� Protocolo de controlo de acesso ao meio

CSMA/CD � Os dados são transmitidos em blocos

chamados tramas:� Dados do utilizador� Cabeçalho da trama contendo o endereço único

da estação de destino

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Transmissão de uma trama numa LAN em bus

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CSMA/CD

Carrier Sense Multiple Access/ Carrier Detection

1. Se o meio está livre, transmite.2. Se o meio está ocupado, continua a escutar até o

canal ficar livre, transmitindo então de imediato.3. Se uma colisão for detectada durante a

transmissão, para a transmissão de emediato. 4. Depois de uma colisão, espera um tempo aleatório,

tentando transmitir de seguida (repete do passo 1).

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Operação do CSMA/CD

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Formato da trama Ethernet

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Meios físicos a 10Mbps

� <Taxa de Transmissão> <método de sinalização> <comp. máx>

� 10Base5� 10 Mbps� Cabo coaxial de 50-ohm c/ topologia em Barramento� Comprimento máximo do segmento 500 metros

� 10Base-T� Pare entrançado, comprimento máx 100 metros� Topologia em estrela (hub ou repetidor multiponto

num ponto central)

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Topologia em estrela com dos níveis

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Hubs e Switches

Hub� Transmissão de uma estação recebida por um hub

central e retransmitida em todas as linhas de saída� Apenas uma transmissão de cada vez

Comutador de nível 2 (Layer 2 Switch)� Uma trama que chega é comutada para uma linha

de saída� Várias transmissões ao mesmo tempo

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Hubs e comutadores na LAN

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Bridge

� Processamento das tramas por software

� Analisa e processa umatrama de cada vez

� Store-and-forward

Comutador de nível 2

� Processamento das tramas por hardware

� Multiplos caminhos paraos dados e podemanipular várias tramasde cada vez

� cut-through

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Comutadores de nível 2

� Espaço de endereçamento plano� Tempestades de Broadcasts� Apenas um caminho entre dois dispositivos

� Solução 1: subredes interligadas por routers� Solução 2: comutação de nível 3, baseada em

hardware

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Configuração típica de uma rede

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Ethernet 100Base-T (IEEE 802.3)

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Exemplo de um backbone Ethernet 100 Mbps

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Exemplo de uma configuração Gigabit Ethernet

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Figure 6.10

Opções para Gigabit Ethernet (escala log.)

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Taxas de transmissão e distâncias (escala log.)

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ATM na LAN

� O ATM foi desenvolvido para operar em links com velocidades de 155 Mbps ou mais

� O ATM é uma tecnologia comutada, comparando com a Ethernet que é umatecnologia partilhada� Como implementar broadcast e multicast numa

rede ATM?� A solução encontrada pelo ATM Forum chama-se

LANE “Lan Emulation”

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ATM como rede de Backbone

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Níveis protocolares na emulação de LAN

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Funcionamento LANE

� Os servidores necessários para implementar uma LANE são:� LAN emulation configuration server (LECS)� LAN emulation server (LES)� Broadcast and Unknown Server (BUS)

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Funcionamento LANE

� O host efectua os seguintes procedimentos:� Envia o pacote para o BUS, que sabe distribuir o pacote

para o destino usando o seu VC ponto-multiponto� Envia um pedido de resolução de endereço para o LES, na

forma “Que endereço ATM corresponde a este endereço MAC?”

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Bibliografia Consultada

� STALLINGS, William, High-Speed Networks TCP/IP and ATM Design Principles, Prentice Hall 1998, pg. 102 - 120

� PETERSON, Larry & Bruce Davie, Computer Networks, Morgan Kaufmann, 2000, pg. 198 - 215