redes - aula 1o

7/13/2019 Redes - Aula 1o

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Redes

Aula1

ConceitosBsicosLANs,Ethernet,TokenringeModeloOSI

Prof. Rodrigo Coutinho

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Oquesoredes?

Conjuntodedoisoumaisdispositivos(ns)queusamumconjuntoderegrasemcomumparacompartilhar

recursos(hardware,

dados,

mensagens)

Exemplosderede Redelocaldeumdomcilio

Redetelefnica

Internet

Exemplosdedispositivos(ouns)

Computadores Impressoras Switches Roteadores


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Endereamento

Cadadispositivotemumaidentificaonica,ouseja,

um

endereo Osendereossecomunicaroviarede,pormeiodosprotocolosdetransmisso

NaInternet,

endereos

utilizados

so

IP,

do

protocolo

TCP/IP


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Protocolo

Protocolosdefinemasregrasdeconstruo

deum

pacote,

criando

uma

linguagem

comumentrediferentesmquinas,queinclui:

Endereos

Correesdeerros

Regrasde

reconstruo

de

pacotes

Controledefluxo


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Serviosderede

Conjuntodeoperaesimplementadasporumprotocolo Cadaserviopodeserusadopordiferentesaplicaes

Umaaplicao

tambm

pode

usar

vrios

servios

Ex.Browserdeinternet

Serviosorientadosconexo Estabelececonexoprviatransmissodosdados

Gerauma

comunicao

de

dados

confivel

Possibilitacorreodeerrosecontroledefluxo Geraoverheadnacomunicao

Serviossemconexo Envia

dados

sem

conhecimento

prvio

Maisrpido Menosconfivel,poisnohgarantiadeentrega


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Meios

Ambientefsicousadoparaconectarosnsde

umarede

Meiosfsicossovariados:Cabocoaxial

Cabopar

tranado

Fibraptica

Ondasde

rdio

Infravermelho

Outrosmeios


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Classificaodasredes

Porreageogrfica

Portopologia

da

rede


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Classificaoporrea

LAN(LocalArea Network) Permiteaconexodeequipamentosemumapequena

regio(at

510km)

Encontradaemlareseescritriosdeempresas

MAN(Metropolitan Area Network)

reade

abrangncia

pouco

maior

que

as

LANs

Considereumaempresanamesmacidade,comvriassedes

WAN(Wide Area Network) Geograficamentedistribuda Altoscustosdecomunicao Velocidadesmenores


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Classificaoporrea

Outrasredes:

SAN(Storage

Area

Network)

rede

exclusiva

paraarmazenamentodedados

GAN(Global

Area

Network)

Colees

de

redesdelongadistnciaaolongodoGlobo


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Classificaoporrea


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http://bp1.blogger.com/_sSJsK-CabrQ/RxF6mBTKHuI/AAAAAAAAADE/ZtDPNzpSOFs/s1600-h/LAN+MAN+WAN.jpg


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Classificaoportopologia

Barramento Computadorescompartilhamcabonico

Dadossorecebidosportodos,massamquinadedestinoaceita

Somente1computadorporvezpodetransmitirdados

Sehouverrupturanocabo,todaredeafetada

Estemdesuso,compopularizaodaEthernet/estrela


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Classificaoportopologia

Anel Estaesconectadasporumnicocabo,emformadecrculo

ConceitodeTokenparatransmisso

Falhaemumcomputadorimpactatodarede


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Classificaoportopologia Malha

Utilizavriossegmentosdecabos

Ofereceredundnciaeconfiabilidade

Dispendiosa Geralmenteutilizadaemconjuntocomoutrastopologias


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Classificaoportopologia Estrela

Topologiamaiscomumnaatualidade

Utilizamhubseswitchesparaintercomunicao

Falha

em

um

cabo

no

paralisa

toda

rede Pontonicodefalha:SwitchouHub


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Formasdetransmisso

Simplex

Ocorre

em

apenas

uma

direoEx.TVAberta

HalfDuplex

Ocorreem

ambas

as

direes,

mas

um

evento

de

cada

vez

Ex.Rdioamador

FullDuplex

Recepoeenvioocorremsimultaneamente

Ex.tvacabo


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Colises

Ocorremquandodoisoumaiscomputadoresenviamdadosaomesmotempo

Ocorremsomente

em

half

duplex

CSMA/CD(CarrierSense Multiple Access/CollisionDetection) Dispositivossoavisadosdacolisoeaguardamtempoaleatrio

pararetransmitir

Noefetivoemredesmuitolongas (adetecofeitapelaestaoqueirtransmitir)

CSMA/CA

(Carrier

Sense Multiple Access

/

CollisionAvoidance) Mandaumavisodetransmisso Maiseficaz,pormaumentaotrfegonarede


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Colises

Prioridadededemanda

Surgiucom

as

redes

Fast

Ethernet

PadroIEEE802.12

Se

dois

computadores

enviam

pedidos

ao

mesmo

tempo,oswitchatenderprimeiroopedidocommaiorprioridade

Seaprioridade

idntica,

so

servidos

com

alternncia


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CabeamentoCoaxial

Usadosnasredescomtopologiadebarramento

Baixocusto,altaflexibilidade

UtilizaconectoresBNC

Necessitaterminadornarede


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Cabeamento Partranado

Tecnologiamaiscomumnaatualidade

Podeserblindado(STP)ouno(UTP)

Tamanhomximo:100metros

Cat5 certificadapara100Mbps/Cat5e 1Gbps

Conector:RJ45


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Cabeamento Fibra

Tecnologiamaiscara,masatingemaioresdistnciasFibramonomodo Caminho

nico

do

feixe

de

laser

Usadaparacomunicaodelongadistncia Maisdifcilconexo ncleodafibramaisfino

Fibramultimodo

Diversoscaminhosparaofeixe Usadaparadistnciasmaiscurtas

Afibra

mais

cara,

mas

aimplementao

mais

barata

Ncleomaiorpermiteusodelasersmaisbaratos Conectoresmaisconfiveisebaratos


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Cabeamento Fibra


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http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/0e/Optical_fiber_types.svg


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ModeloOSI

PadronizaodeprotocolosepadrespelaISOparaInterconexodesistemasabertos

Sistemaaberto,

no

vinculado

ahardware

Sozinhonodefinearquiteturadarede(Nodizcomofazer,apenasoquefazer)

Divisoem

7camadas

DividirparaconquistarEstabeleceumainterfacebemdefinidaentreas

camadasVantagens:Implementaoindependentedas

camadas;Reutilizaodecdigo;Adaptabilidade


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Camadascomunicao

Camadasparceirassecomunicamporumobjetochamadoentidadedacamada

Entidadepodeserelementodehardwareoudesoftware

Entidadesignifica:

Capacidade

de

comunicao

Ex:ProtocoloIP,roteador,etc

Comunicaoentrecamadasverticais:Servios

Comunicaoentrecamadashorizontais:Protocolos


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Camadas


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CamadasOSI


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Camada Exemplos Funcionalidades

Aplicao Email, Web,ftp,etc Aplicaes

Apresentao Encriptao e

compressodedados

Sesso Controlaras sesses

Transporte TCP/UDP Conectividadevirtualpontoaponto

Rede IP,X.25 Roteamento

Enlace Ethernet,PPP,ATM Comunicaocom

correode

erros

Fsica Transmisso dosinal


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Camadafsica

FluxodebitspelomeiofsicoTotalmenteorientadaaHWetratadosaspectosdo

linkfsico

entre

dois

computadores

Define,dentreoutrascoisas: Tcnicadetransmissodosdados(halfduplex,etc)

Pinagemdo

conector

Nveisdosinaleltrico Comoestabelecerecancelaraconexo

Notrata:

Significadodoqueestsendotransmitido Errosdetransmisso


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Camadadeenlace

Detectaecorrigeoserrosdetransmissodacamadafsica ControledeFluxo

Delimitaode

quadros

Bitssoorganizadosemframes,comframecheck sequence FCS Controledeerros(CRC,etc)

Forneceaonvelderede3tiposdeservios: Sem

conexo

esem

reconhecimento:

Demora

na

transmisso

pior

queperdadedados(Ex.Voz) Semconexocomreconhecimento:Maisconfivel framesincorretos

sodescartadoseretransmitidos

Orientadoconexo:

Garante

entrega

dos

quadros

na

ordem

correta

eerror freecamadaderede

SubcamadasMAC(acessoaomeio)eLLC(interfacecomasdemaiscamadasecontroledeerrosedefluxo)


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Camadaderede

TransparnciacomrelaoscamadasinferioresFuno:Transportedepacotes

Comunicaose

torna

ponto

aponto

Nosnveisanteriores,comunicaoeraapenascomoprximon

Funes

principais Endereamento Roteamento Traduodeendereoslgicosemfsicos(enlace)

Controlede

congestionamento

Normalmentenoorientadoconexo,maspodeexistirocontrrio Ex.ProtocoloX.25


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Camadadetransporte

Principalfuno:garantirconfiabilidadedos

dados Particionamento damensagememsegmentos

Garanteacomunicao

entre

os

hosts

Reconheceorecebimentodepacotes

Controlede

fluxo

Sequenciamento eretransmissodepacotes

Podeserorientadoounoconexo


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Camadadesesso

Conexoentreduasaplicaesqueresidememcomputadoresdiferentes

Gerenciamentododilogoentreessasmquinas

Pontosdesincronizao

Ex.

Transmisso

de

um

arquivo

muito

grande

ou

envio

de

mensagensdecorreio

Atividade cadapontodesincronizaoumaunidadededilogo.Cadagrupodeunidadesumaatividade

Estabelecedireitosdeatividadesprioritrias(acessosdeadministrador,porexemplo)


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Camadadeapresentao

Umgrandetradutor

Defineformato

para

trocas

de

mensagens

Funesprincipais

Traduode

protocolos

Conversodepadres(ASCII,ANSI,etc)

Criptografia

Compressodedados


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Camadadeaplicao

Janelaondeasaplicaesconversamcom

a

rede Identificaodosparceirosnacomunicao

DeterminaodosnveisdeservioaceitveisRetardo,tempomximodeespera,taxade

errotolervel

Seguranadeacessoeintegridadedosdados


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Relacionamentoentrecamadas Comunicao

virtual

entre

pares

de

camadas

Pacotessoencapsuladosdacamadamaisaltaatamaisbaixa,adicionandoinformaesemcadacamada

Oprocesso

se

repete

at

acamada

fsica,

onde

os

dados

so

enviados

Nohostdedestino,aconteceoprocedimentoinverso


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PDU

ProtocolDataUnit

ainformaotransmitidacomoumaunidadeemumarede,quepodetransportarinformaesdecontroleoudados

ConformeacamadadomodeloOSI,temdiferentesnomes: Camadafsica bit

Camadadeenlace frame(quadro)

Camadaderede packet(pacote)

Camadadetransporte segmento

Demais dados


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RedesEthernet

Camada2domodeloOSI

Utilizadaem

pequenas

egrandes

redes

PadronizadopelaIEEE especificao802.3

Velocidade:

10/100

Mbps e

1/10

GbpsPodeutilizartantocaboscoaxiaisquantopares

tranados

Framescomtamanhosvariandoentre64e1518bytes.18bytessousadospeloprprioframe


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RedesEthernetCaractersticas

Topologialgica:barramento

Usode

CSMA/CD

em

half

duplex

CamadaMACfazencapsulamentoe

transmissodos

frames

Pacotesenviadosatodaarede

MTU

Maximum

transfer

Unit

delimita

o

tamanhomximodoframe


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RedesEthernetFrame

Preamble:seqncia debytesparasincronizarcomunicao

SOF Startofframe:delimitador

Endereos:usamosMACsdasplacas

Type:Indicaotipo,paraformatosopcionais

Dados:Dadospropriamenteditos

FCS:ChecagemdeCRC

Tamanhodoframe:64(mn.)ou1518(mx)bytes JumboFrames:NoaceitopelaISO802.3,permiteat9000bytes


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PadresEthernet10Mbps

10BaseT

Sistemade

sinalizao

barramento

(normalmenteseconfiguraestrelahub)

CabopartranadoUTPouSTP

Nsfinaisdarede:Oscomputadores

Segmentomximo:100metros


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10Base2

Cabocoaxial

fino


Comprimentomnimo:0,50metrosentreestaes

Mximode30computadoresporsegmento

Mximode5segmentosinterligadospor4

repeaters Performancemelhoracasosedividaossegmentos

(bridges)


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10Base5

Cabocoaxial

grosso


Mximode100ns(computadoreserepetidores)porsegmento

Mximode5segmentosinterligadospor4

repeatersComumutilizaodecoaxiaisfinosegrossosna

mesmarede(TvaCabo)


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10BaseFL

Fibraptica

Vantagem:Grandecomprimento

Desvantagem:Custo

Segmentomximo:2km


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FastEthernet100Mbps

Mantmformatodoframe,MTUemecanismosMAC

Capacidadede

operao

full duplex

Aumentodevelocidadeeeliminaodecolises

100BaseTXouFX(Fast Ethernet)TX:Cabospartranadocat 5Sousadosapenas2pares(Pinos1e2;3e6)

FX:FibraticamultimodoExtenso

do

padro

original

10BaseT

(CSMA/CD)

Full Duplex(802.3x) somenteswitches

Topologiafsicaemestrela


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GigabitEthernetNorma:Operaofull duplex,comswitchesComhalf duplex:

Carrierextension para

que

oframe

atinja

tamanho

mnimode512bytes;ou Framebursting:enviamltiplospequenosframesat

olimitede1500bytes,semcontroleCSMA/CDentre

framesUtilizafibraticaoupartranadoCabosUTPmnimosdecategoria5

Cat 5eou

6so

recomendados

Velocidade1GbpsUsadoparagrandesbackbones,noincio


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PadresGigabitEthernet

1000BaseTUtilizaos4paresdocaboUTPAutonegociao

requerida

PadrobastantesensvelaocabeamentoCaboscat5debaixaqualidadegeramerrosde

conexo1000BaseTXUtilizaapenas2paresdocaboUTP

ExigeUTP

Cat

6

Menossucessocomercial(maiscaroeaexignciacat.6)


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PadresGigabitEthernet

1000BaseCX PadroinicialdoGbE

Utilizacabos

STP

Distnciamxima:25m

1000BaseLX Fibraticacomlaserdecomprimentodeondalongo Especificao:5km;Naprtica:at10ou20km Funcionatambmnafibramultimodo:550m

1000BaseSX

Fibratica

multimodo

com

comprimento

de

onda

curto

Especificaao:220m;Prtica:at550m Popularparaligaointraedifcioemlargascorporaes


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10GEthernet

SuportaapenasfullduplexNosuportahalfduplexenemCSMA/CD

ConexesapenascomswitchesHubsepontesnosousados

CabosUTP

mnimos

de

categoria

6

Categoria6arecomendada

Velocidade10Gbps

Usadoparabackbonesdecorporaes

UtilizafibraticaoucabosUTP/STP


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Padres10GEthernet

10GBASETCabospartranadoUTPouSTPDistncia:

100m

Autonegociao tambmpresente

10GBASESRFibraticamultimodo(ShortRange)Distnciatpica:at85m

10GBASELRFibraticamonomodo (Long Range)Distnciastpicas:10a25km


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Autonegociao

Altacomplexidadeporvriastaxasdedadose

configuraesde

duplex

diferentes

Utilizadosemcabosdepartranado(fibraticanosuporta)

Assimqueolinkfordetectado,oprocessocomea

negociadasempreamelhorcombinaovelocidade/duplexpossvel


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RedesTokenRing

CriadapelaIBMnosanos80

CaractersticasTopologiaemanelestrela(anellgicoemqueo

anelfsicoestnoHUB)

MtododeacessobaseadonapassagemdoToken

CabopartranadoUTPouSTP(specsIBM)

Taxade

Transferncia

de

4e16

Mbit


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RedesTokenRing

Funcionamento Token percorrearedeatqueumaestaoseapodera

Apenasamquinaquedetmotoken podetransmitir

Oframepercorreoanelatamquinadedestinoeoretornomquinadeorigemcomostatus

Mquinade

origem

ento

libera

oToken

ShumToken poraneleelespercorrearedeemumadireo(horrioouantihorrio)

Monitoraoou

beaconing:

Feito

pelo

primeiro

computadorqueficaonline,asseguraentregadosframeseexistnciadeapenasumtoken narede


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RedesTokenRing

CabeamentoIBM1,2e3MSAU

=Hubs

da

tecnologia

Conectoresdeinterfacedemdiaparacabostipo1e2RJ45paratipo3Fibra

tica

tambm

utilizada

(maiores

custo

e

alcance)

UtilizaobastanterestritaatualmenteGerenciamento

mais

oneroso

CongestionamentodaspontesVelocidadeinferioraosprincipaisconcorrentes


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Exerccios Aula1Cabeamento

(Susep/06 Esaf)71Analiseasseguintesafirmaesrelacionadassespecificaesquedefinemascaractersticasfuncionais,mecnicaseeltricaspararedelocalEthernet.

I.Uma

rede

local

10Base2

euma

10Base5

utilizam,

respectivamente,

cabo

coaxialgrossoefino.

II.Umaredelocal10BaseTutilizacabocoaxialfinocomconectorBNC,oucabocoaxialgrosso.

III.Uma

rede

local

10Base

Tutiliza

cabos

categorias

3,

4e5com

conectores

RJ45.

IV.Umaredelocal100BaseTXutilizacabotranado,categoria5,econectoresRJ45.

Opoque

contm

todas

as

afirmaes

verdadeiras.

a)IeIIb)IIeIII

c)IIIeIVd)IeIII

e)IIeIV


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Exerccios Aula1Topologia

(Pref.Vitria/07 CESPE)51. Umarededecomputadorespodetertopologiaemmalha,estrela,barramentoouanel,podendo,ainda,

assumir

formas

hbridas.

Em

redes

com

topologia

em

estrela,

cada

mquinadiretamenteligadaacadaumadasoutrasmquinasdarede.

(STF/08 Cespe)82.Atopologiadeumarededecomputadoresindicacomoasestaesnaredesointerconectadas.Emumatopologiaem

anel,

a

rede

tipicamente

contm

repetidores

interligados

por

enlaces

fsicospontoaponto,formandoumanel,cadarepetidorparticipaemdoisenlaceseosdadoscirculamnoanel.

(TJPA/2006 Cespe)NasredeslocaisusandoopadroIEEE802.5(voltado

para

redes

do

tipo

token ring),

emprega

se

o

mecanismo

conhecido

como

binary exponential backoff paratratarcolisesentrediferentesestaesquetentemcompetirsimultaneamentepeloacessoaomeiocompartilhado,damesmaformacomoocorrenaEthernet.


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Exerccios Aula1Ethernet (FUB/2008 Cespe)80Asredesethernet,definidasnopadroIEEE802.3nopossuem

mecanismosdedetecodecoliso.

(FUB/2008 Cespe)81Oendereodeumainterfacederedeethernet,denominado

endereoMAC

(medium

access

control),

possui

32

bits.

(ABIN/2004 Cespe)94.Oempregodeconcentradoresdecabeamento(hubs)emredeethernetcomcabeamento10baseTpermitemudaralocalizaofsicadeestaesdaredeedetectarquebrasdecabosdeformamaissimplesquenasredescomcabeamento

10base2ou

10base5.

(Cohab/2004 Cespe)OpadroIEEE802.3defineumconjuntodetecnologiaspararedeslocais(LAN)conhecidaspelotermogenricoethernet.Essasredestmcomocaractersticaautilizaodeumprotocolodeacessoaomeiosemcontenoecom

controle

de

transmisso

pela

emisso

de

tokens.


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Exerccios Aula1 QuadroEthernet

(TCU/2008 Cespe) 135 Ao avaliar a camada fsica de um dos segmentosda rede da organizao, o analista identificou as seguintes caractersticas:

o mtodo de acesso ao meio CSMA/CD, o meio de transmisso cabode par tranado com fios de cobre e a transmisso de quadros apresentaum prembulo, indicador de incio de quadro, endereos, tamanho eseqncia de validao. Nesse situao, possvel que a rede da

organizao seja do tipo Eth ernet IEEE 802.3. (STF/2008 Cespe) 87 Nas redes que adotam o padro IEEE 802.3, a

tcnica de controle de acesso ao meio denominase CSMA/CD. Os dadosso transmitidos em quadros (frames) MAC, que contm, entre outras

informaes, um prembulo para sincronizao e endereos da origem edo destino do quadro.


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Exerccios Aula1Gigabit

(Pref.RioBranco/2007 Cespe)87.OgigabitEthernetpermitetaxasdetransmissonaordemde1Gbps.Poresse

motivo,opadro

gigabit

Ethernet

no

pode

ser

utilizado

sobrecabosUTP.

88Opadro1000BaseLXdefinidoparafibrasmonomodo.

(STJ/2004 Cespe)

No

formato

do

quadro

gigabit

ethernet,

o

campodeextenso(extentionfield)possuitamanhoinvarianteprfixadoquepermitegarantirumamnima

duraode

transmisso

do

quadro,

oque

necessrio

para

a

operaoemmodohalfduplexa1.000Mbps.


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Exerccios Aula1OSI (TSE/2006

Cespe)

Julgue

os

seguintes

itens

referentes

ao

modelo

OSI

da

ISO.

IUmaentidadepodesecomunicarcomentidadesemcamadasacimaouabaixonomesmosistema.Umaentidadeimplementaprotocolosquepossibilitamacomunicaocomoutrasentidadesnamesmacamadaemdiferentessistemas.

IIAcamadadeenlaceprovatransfernciaconfiveldedadosentresistemasconectadosvia

mltiplosenlaces.

Protocolos

nessa

camada

podem

garantir

asincronizao

eadeteco

de

erros,masnoocontroledefluxo. IIIAcamadaderedeprovumacomunicaoqueindependedastecnologiasdechaveamento

edetransmissousadas.Protocolosnacamadaderedenopodemserresponsveisporestabelecer,mantereencerrarconexes.

IV

A

camada

de

transporte

possibilita

a

comunicao

confivel

para

a

troca

de

dados

entre

processosemdiferentessistemas.Otamanhoeacomplexidadedeumprotocolodetransportedependemdosserviosdacamadaderede.

VAcamadadeapresentaodefineasintaxeusadaentreentidadesdeaplicaoepossibilitaaseleoemodificaodarepresentaousada.Essacamadaresolvediferenasnosformatoserepresentaesdosdados.

Aquantidade

de

itens

certos

igual

a

A1.B2.C3.D4.

redes - aula 1o

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