REDES ETHERNET

Curso Profissional Técnico de Gestão e Programação de Sistemas Informáticos

Redes de Comunicação – 10º Ano

Nome: Carina Sofia Ferreira Carvalho

2013/2014

1

ÍNDICE

Introdução .................................................................................................................................................... 2

Arquitetura Ethernet .................................................................................................................................... 3

CONCEITO ................................................................................................................................................. 4

Controlo do acesso ao meio ..................................................................................................................... 5

Variantes da arquitetura x-Base-y (Cablagens e velocidade) ................................................................... 6

Evolução da Ethernet ................................................................................................................................. 10

Conclusão ................................................................................................................................................... 12

Bibliografia ................................................................................................................................................ 13

2

INTRODUÇÃO

Arquitetura de rede é como se designa um conjunto de camadas e protocolos

de rede. A especificação de uma arquitetura deve conter informações

suficientes para permitir que um implementador desenvolva o programa ou

construa o hardware de cada camada, de forma que ela obedeça corretamente

ao protocolo adequado.

Este trabalho apresenta o conceito e principais variantes da arquitetura de rede

de área local, Ethernet, que se trata de uma das arquiteturas, ainda hoje, mais

utilizada em redes de área local.

3

ARQUITETURA ETHERNET

Ethernet é uma arquitetura de interconexão para redes locais - Rede de Área

Local (LAN) - baseada no envio de pacotes. Ela define cabeamento e sinais

elétricos para a camada física, e formato de pacotes e protocolos para a

subcamada de controle de acesso ao meio (Media Access Control - MAC) do

modelo OSI. A Ethernet foi padronizada pelo IEEE como 802.3. (Ethernet,

2014)

O Instituto de Engenheiros Eletricistas e Eletrônicos ou IEEE (pronuncia-se I-3-E, ou, conforme

a pronúncia inglesa, eye-triple-e) é uma organização profissional sem fins lucrativos, fundada

nos Estados Unidos. É a maior (em número de sócios) organização profissional do mundo. O

IEEE foi formado em 1963 pela fusão do Instituto de Engenheiros de Rádio (IRE) com o

Instituto Americano de Engenheiros Eletricistas (AIEE). O IEEE tem filiais em muitas partes do

mundo, sendo seus sócios engenheiros eletricistas, engenheiros da computação, cientistas da

computação, profissionais de telecomunicações etc. (Instituto de Engenheiros Eletricistas e

Eletrônicos, 2013)

4

CONCEITO

Ethernet é baseada na ideia de pontos da rede enviando mensagens, no que é

essencialmente semelhante a um sistema de rádio, cativo entre um cabo

comum ou canal, às vezes chamado de éter (no original, ether). Isto é uma

referência oblíqua ao éter luminífero, meio através do qual os físicos do século

XIX acreditavam que a luz viajasse.

Cada ponto tem uma chave de 48 bits globalmente única, conhecida

como endereço MAC, para assegurar que todos os sistemas em uma Ethernet

tenham endereços distintos. (Ethernet, 2014)

O Endereço MAC (Media Access Control) é um endereço físico associado à interface de

comunicação, que conecta um dispositivo à rede. O MAC é um endereço “único”, não havendo

duas portas com a mesma numeração, e usado para controle de acesso em redes de

computadores. Sua identificação é gravada em hardware, isto é, na memória ROM da placa de

rede de equipamentos como desktops, notebooks, roteadores, smartphones, tablets,

impressoras de rede, etc. (Endereço Mac)

Imagem 1- Descobrir o endereço MAC

5

CONTROLO DO ACESSO AO MEIO

O modo de transmissão em half-duplex requer que apenas uma estação

transmita enquanto que todas as outras aguardam em “silêncio”. Esta é uma

característica básica de um meio físico compartilhado. O controlo deste

processo fica a cargo do método de acesso Carrier Sense Multiple Access with

Collision Detection - CSMA/CD qualquer estação pode transmitir quando

“percebe” o meio livre. Pode ocorrer que duas ou mais estações tentem

transmitir simultaneamente; nesse caso, ocorre uma colisão e os pacotes são

corrompidos. Quando a colisão é detetada, a estação tenta retransmitir o

pacote após um intervalo de tempo aleatório. Isto implica que o CSMA/CD

pode estar em três estados: transmitindo, disputando ou inativo.

(Dias & Jr, 2002)

Uma comunicação é dita half-duplex quando temos um dispositivo Transmissor e outro

Recetor, sendo que ambos podem transmitir e receber dados, porém não simultaneamente, a

transmissão tem sentido bidirecional. Durante uma transmissão half-duplex, em determinado

instante um dispositivo A será transmissor e o outro B será recetor, em outro instante os papéis

podem se inverter. Por exemplo, o dispositivo A poderia transmitir dados que B receberia; em

seguida, o sentido da transmissão seria invertido e B transmitiria para A a informação se os

dados foram corretamente recebidos ou se foram detestados erros de transmissão. A operação

de troca de sentido de transmissão entre os dispositivos é chamada de turn-around e o tempo

necessário para os dispositivos chavearem entre as funções de transmissor e recetor é

chamado de turn-around time. (Duplex, 2013)

6

VARIANTES DA ARQUITETURA X-BASE-Y (CABLAGENS E VELOCIDADE)

Podemos descrever brevemente os tipos mais comuns de tecnologias Ethernet

padronizadas pelo IEEE. (Entendendo Ethernet)

10BASE-5 e 10BASE-2

Essas são as 2 tecnologias originais Ethernet, utilizando cabo coaxial.

Funcionam a10 Mbps e são consideradas tecnologias obsoletas. Não têm

suporte ao modo full-duplex. Todas as outras tecnologias descritas a seguir

permitem operação em modo full-duplex.

Imagem 2-10BASE-5 e 10BASE-2

10BASE-T

Essa é a tecnologia que popularizou o Ethernet. Utiliza velocidade de 10 Mbps

e 2 pares de fios trançados de categoria 3, embora cabos de categoria 5 sejam

mais largamente utilizados hoje em dia. Os cabos têm comprimento máximo de

100 metros.

Imagem 3-10BASE-T

7

10BASE-FL

Operando a 10 Mbps, o enlace é de fibra ótica multi-modo. É uma extensão de

um padrão mais antigo chamado Fiber Optic Inter-Repeater Link (FOIRL). A

fibra pode ter até 2000 metros de comprimento.

Imagem 4-10BASE-FL

100BASE-TX

Fast Ethernet mais comumente empregado, com velocidade de 100 Mbps

usando 2 pares de fios trançados de alta qualidade (categoria 5 ou melhor). O

cabo está limitado a 100 metros, sem uso de repetidor.

Imagem 5-100BASE-TX

8

100BASE-FX

Fast Ethernet utilizando fibras óticas multi-modo. A fibra pode ter até 2000

metros de comprimento.

Imagem 6-100BASE-FX

1000BASE-T

Gigabit Ethernet, funciona a 1000 Mbps (1 Gbps). Utiliza 4 pares de fios

trançados de categoria 5 ou melhor, com comprimento máximo de 100 metros.

Imagem 7-1000BASE-T

9

1000BASE-X

Gigabit Ethernet utilizando fibra ótica. Largamente utilizando em Backbones de

redes de campus. A fibra pode ter até 220 metros de comprimento, se for multi-

modo e até 5000 metros, se for mono-modo.

Imagem 8-1000BASE-X

10 Gb Ethernet (10GEA)

Em maio de 2002 foi realizada a maior demonstração de interoperabilidade de

uma rede 10 Gigabit Ethernet. Equipamentos de vários fabricantes participaram

da demonstração. A rede 10Gb Ethernet de 200 Km incluiu 4 dos 7 tipos

especificados em drafts pela força tarefa IEEE 802.3ae: 10GBASE-LR,

10GBASE-ER,10GBASE-SR e 10GBASE-LW. Leia mais sobre 10Gb Ethernet

em [10GEA].

(Redes Ethernet (IEEE 802.3))

10

EVOLUÇÃO DA ETHERNET

Podemos descrever brevemente a evolução de Ethernet. (Evolução do Padrão

Ethernet, 2013)

Toda a evolução da Ethernet foi acompanhada pela padronização feita pelo

IEEE, fazendo parte do projeto 802.3, conforme o diagrama cronológico a

seguir:

As marcações do gráfico dizem respeito ao ano de padronização da tecnologia

e para o 10 gigabit Ethernet está prevista a sua padronização em março de

2002.

O aumento da utilização da banda, com voz e vídeo, gerou um decréscimo na

qualidade da transmissão, o que implica na necessidade de aumento da banda

para melhorar a qualidade da transmissão. O gráfico a seguir mostra como se

comporta a rede de acordo com o aumento da utilização.

O meio físico também sofreu alterações, como materiais novos e maior alcance

dos cabos. A tabela a seguir mostra a evolução das distâncias permitidas

juntamente com o aumento da taxa de transmissão.

11

A utilização para enlaces de redes metropolitanas dos padrões “gigabit

Ethernet” e do “10 gigabit Ethernet” fez deles novos concorrentes nesta área,

sua utilização tem várias vantagens, tais como: menor curva de aprendizagem,

menores investimentos. O gráfico abaixo representa o custo das várias

tecnologias para redes metropolitanas no decorrer do tempo.

O perfil de utilização do padrão “10 gigabit Ethernet” é mais abrangente do que

do “Ethernet”, uma vez que o Ethernet está limitado a redes locais enquanto

que 10 gigabit Ethernet abrange desde redes locais à redes metropolitanas.

12

CONCLUSÃO

O aumento da utilização da banda, a necessidade de qualidade de serviço, a

mudança no perfil do tráfego, entre outros fatores impulsionou na evolução da

Ethernet. Porém as mudanças não aconteceram somente no aumento da taxa,

aconteceram mudanças no meio físico, e em outros aspetos, que serão

analisados agora.

13

BIBLIOGRAFIA

Dias, B. Z., & Jr, N. A. (13 de 5 de 2002). Evolução do Padrão Ethernet . Obtido em 16 de 1 de

2014, de http://www.rederio.br/downloads/pdf/nt00202.pdf

Duplex. (28 de 3 de 2013). Obtido em 24 de 1 de 2014, de wikipédia:

http://pt.wikipedia.org/wiki/Duplex

Endereço Mac. (s.d.). Obtido em 23 de 1 de 2014, de Wikipédia:

http://pt.wikipedia.org/wiki/Endere%C3%A7o_MAC

Entendendo Ethernet. (s.d.). Obtido em 16 de 1 de 2014, de

http://www2.lsd.ufcg.edu.br/~raquel/livro/Melhores%20Praticas%20para%20Gerenci

a%20de%20Redes%20-%20Apendices.pdf

Ethernet. (9 de 1 de 2014). Obtido em 16 de 1 de 2014, de Wikipédia:

http://pt.wikipedia.org/wiki/Ethernet

Evolução do Padrão Ethernet. (2 de 5 de 2013). Obtido em 24 de 1 de 2014, de

http://www.rederio.br/downloads/pdf/nt00202.pdf

Instituto de Engenheiros Eletricistas e Eletrônicos. (25 de 11 de 2013). Obtido em 23 de 1 de

2014, de Wikipédia:

http://pt.wikipedia.org/wiki/Instituto_de_Engenheiros_Eletricistas_e_Eletr%C3%B4nic

os

Redes Ethernet (IEEE 802.3). (s.d.). Obtido em 24 de 1 de 2014, de

http://www.dei.isep.ipp.pt/~andre/documentos/ethernet.html