Arquitetura de Arquitetura de RedesRedes

Enquadramento da IEEE Enquadramento da IEEE 802.3 na Interligação de 802.3 na Interligação de Equipamentos e Redes Equipamentos e Redes

LocaisLocais

SumárioSumário

Arquitetura Fisica de RedesArquitetura Fisica de Redes Equipamentos de RedeEquipamentos de Rede Modelo OSIModelo OSI Apresentação de Protocolos de RedeApresentação de Protocolos de Rede Ethernet (IEEE 802.3)Ethernet (IEEE 802.3)

Arquitetura - Arquitetura - BarramentoBarramento

Facil ImplementaçãoFacil Implementação Baixo CustoBaixo Custo

Dificil ExpansãoDificil Expansão Baixo DebitoBaixo Debito Dominio de Falhas Dominio de Falhas

UnicoUnico Domino de Colisões Domino de Colisões

UnicoUnico ObsoletoObsoleto

Arquitetura - EstrelaArquitetura - Estrela Facil ImplementaçãoFacil Implementação Baixo CustoBaixo Custo Facil ExpansãoFacil Expansão Dominio de Falhas Dominio de Falhas

SeparadosSeparados

Domino de Colisões Domino de Colisões UnicoUnico

Arquitetura - AnelArquitetura - Anel Alto DebitoAlto Debito Sem ColisõesSem Colisões Ideal para Ideal para

interligação de LANsinterligação de LANs

Dominio de Falhas Dominio de Falhas UnicoUnico

Dificil ExpansãoDificil Expansão Custo ElevadoCusto Elevado

Arquitetura - Arvore Arquitetura - Arvore

Facil ImplementaçãoFacil Implementação Facil ExpansãoFacil Expansão Baixo CustoBaixo Custo Separação de Separação de

Dominios de Falhas.Dominios de Falhas. Separação de Separação de

Dominios de ColisãoDominios de Colisão Debito escalavelDebito escalavel

Equipamentos - HubsEquipamentos - Hubs

Velocidades de 10 MbitsVelocidades de 10 Mbits 4/8/16/32 Portas4/8/16/32 Portas Separação de Dominios de FalhasSeparação de Dominios de Falhas Barramento LogicoBarramento Logico Detecção e Reforço de ColisõesDetecção e Reforço de Colisões Comutação de Nivel 1.Comutação de Nivel 1.

Equipamentos - BridgesEquipamentos - Bridges

Velocidades de 10/100 MbitsVelocidades de 10/100 Mbits 2 Portas2 Portas Filtram o trafego entre 2 areas da Filtram o trafego entre 2 areas da

LANLAN Comutação de nivel 1Comutação de nivel 1 Analise de nivel 2Analise de nivel 2

Equipamentos - SwitchsEquipamentos - Switchs

Velocidades de 10/100/1000 MbitsVelocidades de 10/100/1000 Mbits 4/8/16/32 Portas4/8/16/32 Portas Separação de Dominios de FalhasSeparação de Dominios de Falhas Separação de Domino de ColisõesSeparação de Domino de Colisões Comutação de nivel 1Comutação de nivel 1 Analise de nivel 2Analise de nivel 2

Equipamentos - RoutersEquipamentos - Routers

Velocidades de 10/100/1000 MbitsVelocidades de 10/100/1000 Mbits 2/4/8/16 Porta2/4/8/16 Porta Separação de Dominios de FalhasSeparação de Dominios de Falhas Inexistencia de ColisõesInexistencia de Colisões Processamento de nivel 3Processamento de nivel 3 Interligação LAN-WANInterligação LAN-WAN

Modelo OSIModelo OSI

Modelo OSI - ProtocolosModelo OSI - Protocolos

Modelo OSI - DataflowModelo OSI - Dataflow

Protocolo - Token RingProtocolo - Token Ring

Garante tempos minimos de acesso Garante tempos minimos de acesso ao meio.ao meio.

Usado em estruturas em AnelUsado em estruturas em Anel Não há colisão de pacotesNão há colisão de pacotes Multiplos TokensMultiplos Tokens Possibilidade de reservar Tokens Possibilidade de reservar Tokens

para uma estação ou serviçopara uma estação ou serviço

Protocolo - Token BUSProtocolo - Token BUS

Garante tempos maximo de acesso Garante tempos maximo de acesso ao meio.ao meio.

Usado em estruturas em BarramentoUsado em estruturas em Barramento Não há colisão de pacotesNão há colisão de pacotes Apenas um Token que percorre a Apenas um Token que percorre a

rede.rede.

Protocolo - ATMProtocolo - ATM

Muito Alto DebitoMuito Alto Debito Largamente utilizado em BackbonesLargamente utilizado em Backbones Suporta encapsulamento de outros Suporta encapsulamento de outros

protocolosprotocolos Suporta dados em Tempo RealSuporta dados em Tempo Real Ligações virtuais com reserva de Ligações virtuais com reserva de

Largura de Banda (Virtual Channel)Largura de Banda (Virtual Channel) Rotas virtuais (Virtual Path)Rotas virtuais (Virtual Path) Custo ElevadoCusto Elevado

EthernetEthernet

Origem da EthernetOrigem da Ethernet

Criada em 1972 por Dr. Robert M. Criada em 1972 por Dr. Robert M. Metcalfe da Xerox com o nome de Metcalfe da Xerox com o nome de “Alto Aloha Network”. Suportava já “Alto Aloha Network”. Suportava já debitos de 2.94 Mbits.debitos de 2.94 Mbits.

É rebaptizada em 1973 como É rebaptizada em 1973 como “Ethernet” e controlada pela Xerox.“Ethernet” e controlada pela Xerox.

1980 DEC, Xerox e Intel criam um 1980 DEC, Xerox e Intel criam um consorcio e publicam o “DIX standart”consorcio e publicam o “DIX standart”

1985 IEEE publica 1º standart 802.31985 IEEE publica 1º standart 802.3

EthernetEthernet

CSMA/CDCSMA/CD

Carrier Sense Multiple Access/Colision Carrier Sense Multiple Access/Colision DetectionDetection

Debitos de 10M/100M/1G/10GbitsDebitos de 10M/100M/1G/10Gbits Acesso ao meio sem gestão centralizadaAcesso ao meio sem gestão centralizada Protocolo preparado para detectar Protocolo preparado para detectar

ColisõesColisões Codificação de linha Manchester (-0,85, 0, Codificação de linha Manchester (-0,85, 0,

0,85)0,85)

Ethernet - TramaEthernet - Trama

L – Nº de Bits da TramaL – Nº de Bits da Trama R – Baud Rate (bits/s)R – Baud Rate (bits/s) Tempo de Transmissão:Tempo de Transmissão:

TTtt=L/R=L/R

Como o acesso ao meio é partilhado existe Como o acesso ao meio é partilhado existe um tempo de espera pela diponibilidade um tempo de espera pela diponibilidade do mesmo (Tdo mesmo (Tww))

Logo S debito maximo de dados é menor Logo S debito maximo de dados é menor que Rque R

Ethernet - IndicadoresEthernet - Indicadores

Tempo de Transmissão: TTempo de Transmissão: Ttt=L/R=L/R

L-Trama (bits), R-Bit Rate (bits/s)L-Trama (bits), R-Bit Rate (bits/s) Como o acesso ao meio é partilhado Como o acesso ao meio é partilhado

existe um tempo de espera pela existe um tempo de espera pela diponibilidade do mesmo (Tdiponibilidade do mesmo (Tww))

Logo debito maximo de dados Logo debito maximo de dados S=L/(TS=L/(Ttt++ TTww) é menor que R e a Tx de ) é menor que R e a Tx de Utilização do meio U=S/R= TUtilização do meio U=S/R= Ttt/(T/(Ttt++ TTww))

Ethernet - ColisõesEthernet - Colisões Estação escuta o meio antes de emitirEstação escuta o meio antes de emitir Transmite se o meio está livreTransmite se o meio está livre Escuta o meio durante a emissãoEscuta o meio durante a emissão Caso detete a sobreposição à sua tranmissão Caso detete a sobreposição à sua tranmissão

cessa a transmissão e envia um sinal de cessa a transmissão e envia um sinal de jamjam de 48 bits para reforçar a colisão.de 48 bits para reforçar a colisão.

Espera um tempo aleatório antes de tentar Espera um tempo aleatório antes de tentar novamente usando o metodo novamente usando o metodo binary binary exponencial backoff exponencial backoff em que os tempos em que os tempos aletórios de espera são duplicados a cada aletórios de espera são duplicados a cada tentativa falhada.tentativa falhada.

Tamanho minimo da Tamanho minimo da TramaTrama

Para o metodo de detecção de colisões Para o metodo de detecção de colisões funcionar correctamente temos de garantir funcionar correctamente temos de garantir que o Tque o Ttt seja superior ao T seja superior ao Tpp até ao nó mais até ao nó mais afastado.afastado.

A norma definiu que o tamanho minimo da A norma definiu que o tamanho minimo da trama para os 10/100 Mbits será 64 bits trama para os 10/100 Mbits será 64 bits parapara

Para 64bits a 10Mbits a distancia maxima é:Para 64bits a 10Mbits a distancia maxima é:

(64/10(64/1077) x 3 x 10) x 3 x 108 8 = 1920 metros= 1920 metros Para 100 Mbits já dá 192 m.Para 100 Mbits já dá 192 m.

Full DuplexFull Duplex

No modo Full Duplex a Detecção de No modo Full Duplex a Detecção de Colisões desativada, é por isso Colisões desativada, é por isso necessário garantir que não existe necessário garantir que não existe possibilidade de colisões. Recepção possibilidade de colisões. Recepção e Envio simultaneo.e Envio simultaneo.

Este modo é essencialmente usado Este modo é essencialmente usado em interligações de Alto debito.em interligações de Alto debito.

Tamanho maximo da Tamanho maximo da RedeRede

Limitado pelo tipo de cablagem, pelo Limitado pelo tipo de cablagem, pelo debito e pelo modo de funcionamento.debito e pelo modo de funcionamento.

Utilizando cabo tipo UTP-5 (RJ45) o Utilizando cabo tipo UTP-5 (RJ45) o maximo comprimento de um braço da maximo comprimento de um braço da rede é de 100m.rede é de 100m.

Para garantir estas distancias, a partir Para garantir estas distancias, a partir de 1Gbit os dominios de colisão têm de de 1Gbit os dominios de colisão têm de ser separados, isto é, só podemos usar ser separados, isto é, só podemos usar Switches e Routers para a interligação.Switches e Routers para a interligação.

Wide Area NetworkWide Area Network

ReferenciasReferencias http://www.techfest.com/networking/lan/http://www.techfest.com/networking/lan/

ethernet1.htmethernet1.htm