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REDES REMOTAS DE COMPUTADORES

Autor: Valter Eiiti Takata

Curso: RC Semestre: 3

Prezado aluno,

Este material compreende apenas ocontedo da disciplina. Assim, nodeve ser a nica fonte de consultasem seus estudos. O contedo deveser complementado com outras obras,indicadas por seu professor ouencontradas em suas pesquisas.

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IBTA 3328RCRedes Remotas de ComputadoresSemestre III

ndice

1. WAN .................................................................................................................................... 1

1.1. Introduo............................................................................................................................ 11.2. Padres WAN...................................................................................................................... 21.3. Modelo OSI.......................................................................................................................... 21.4. Dispositivos WAN ................................................................................................................ 41.5. Tecnologias de conexo WAN ............................................................................................ 5Exerccios ................................................................................................................................... 6Atividades complementares........................................................................................................ 8

2. Camada fsica............................................................................................................................. 8

2.1. Introduo............................................................................................................................ 82.2. Meios de comunicao ........................................................................................................ 92.3. DTE .................................................................................................................................. 102.4. DCE .................................................................................................................................. 102.5. Servios dedicados e servios comutados........................................................................ 102.6. Largura de banda .............................................................................................................. 11Exerccios ................................................................................................................................. 12Atividades complementares...................................................................................................... 13

3. Camada de enlace ................................................................................................................... 14

3.1. Introduo.......................................................................................................................... 143.2. Encapsulamento ................................................................................................................ 143.3. Protocolos de comunicao .............................................................................................. 153.4. Protocolo orientado a caractere ........................................................................................ 163.5. Protocolo orientado a bit.................................................................................................... 16

3.5.1. SDLC ...................................................................................................................... 163.5.2. HDLC ...................................................................................................................... 19

3.6. Outros protocolos orientados a bit..................................................................................... 20Exerccios ................................................................................................................................. 20Atividades complementares...................................................................................................... 21

4. Protocolo PPP.......................................................................................................................... 21

4.1. Introduo.......................................................................................................................... 214.2. Estrutura do quadro PPP................................................................................................... 224.3. LCP x NCP ........................................................................................................................ 22

4.3.1. LCP - Link Control Protocol .................................................................................... 22

4.3.2. NCP - Network Control Protocol ............................................................................. 234.4. Fases da Conexo............................................................................................................. 244.5. Protocolos de Autenticao ............................................................................................... 26Exerccios ................................................................................................................................. 28Atividades Complementares..................................................................................................... 28

5. Protocolo X.25.......................................................................................................................... 29

5.1. Introduo.......................................................................................................................... 295.2. Funcionamento .................................................................................................................. 295.3. Camada fsica.................................................................................................................... 305.4. Camada de link.................................................................................................................. 325.5. Camada de pacotes........................................................................................................... 335.6. Recomendaes X.3, X.28 e X.29..................................................................................... 365.7. Recomendaes X.32 ....................................................................................................... 36Exerccios ................................................................................................................................. 37Atividades Complementares..................................................................................................... 37

6. Frame Relay ............................................................................................................................. 38

6.1. Introduo.......................................................................................................................... 386.2. Tecnologia Frame Relay.................................................................................................... 386.3. Circuitos Virtuais do Frame Relay ..................................................................................... 396.4. Arquitetura Frame Relay.................................................................................................... 396.5. Controle de chamada do Frame Relay.............................................................................. 406.6. Estrutura do quadro Frame Relay ..................................................................................... 416.7. Funcionamento do Frame Relay ....................................................................................... 426.8. Controle de congestionamento.......................................................................................... 436.9. Mecanismos de notificao de congestionamento ............................................................ 456.10. Dificuldade no controle de congestionamento................................................................. 466.11. Controle para descarte de pacotes ................................................................................. 476.12. Nveis de CIR................................................................................................................... 496.13. O bit DE sendo controlado pelo usurio final .................................................................. 506.14. Notificao explcita de congestionamento ..................................................................... 506.15. FECN............................................................................................................................... 506.16. BECN............................................................................................................................... 516.17. Mecanismos de gerncia................................................................................................. 52Exerccios ................................................................................................................................. 54Atividades Complementares..................................................................................................... 55

7. ATM Modo de Transmisso Assncrona ............................................................................56

7.1. Introduo ..........................................................................................................................56


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7.2. Modelo de referncia .........................................................................................................577.3. Camada fsica ....................................................................................................................58

7.3.1. Subcamada PM (Physical Medium Sublayer) .........................................................597.3.2. Subcamada TC (Transmission Converge Sublayer) ..............................................64

7.4. Camada ATM .....................................................................................................................667.4.1. Clulas ATM ...........................................................................................................677.4.2. UNI (User Network Interface) .................................................................................697.4.3. NNI (Network Network Interface) ............................................................................707.4.4. Conceitos do ATM ..................................................................................................707.4.5. Comutao de clulas ATM ....................................................................................737.4.6. Sinalizao de controle ...........................................................................................767.4.7. Valores reservados de cabealho ..........................................................................78

7.5. Camada de adaptao ......................................................................................................807.5.1. Classes de servios ................................................................................................80

7.6. Sinalizao ........................................................................................................................907.6.1. Definio .................................................................................................................907.6.2. Padronizao ..........................................................................................................917.6.3. Funes de sinalizao ..........................................................................................917.6.4. Metassinalizao ....................................................................................................927.6.5. Endereamento ......................................................................................................927.6.6. Protocolo de sinalizao .........................................................................................95

7.7. Acesso s redes ATM ........................................................................................................977.7.1. Abordagem direta ...................................................................................................987.7.2. Abordagem indireta ................................................................................................987.7.3. LAN Emulation ........................................................................................................997.7.4. Classical IP over ATM ( IP sobre ATM ) ...............................................................1037.7.5. LAN Emulation X Classical IP ...............................................................................1057.7.6. RFC 1483 Multiprotocol Interconnect over ATM ...............................................1067.7.7. Data Exchange Interface (DXI) .............................................................................1067.7.8. API (Application Program Interface) .....................................................................106

Exerccios ...............................................................................................................................107Atividades complementares ....................................................................................................108

8. Protocolos de roteamento ....................................................................................................109

8.1. Conceitos .........................................................................................................................1098.1.1. Sistemas autnomos ............................................................................................1098.1.2. Vizinhos ................................................................................................................1108.1.3. Roteamento esttico x roteamento dinmico .......................................................1108.1.4. Classificao dos protocolos de roteamento ........................................................110



8.2. Algoritmo vetor distncia .................................................................................................1118.3. Algoritmo de estado de enlace ........................................................................................111

9. Protocolo OSPF .....................................................................................................................112

9.1. Introduo ........................................................................................................................1129.2. Comparando o OSPF com o RIP ....................................................................................1129.3. Algoritmo SPF ..................................................................................................................1139.4. LSA Link-State Advertisement ......................................................................................114

9.4.1. LSA Tipo 1 - Enlace de roteador ..........................................................................1149.4.2. LSA Tipo 2 - Enlace de rede .................................................................................1149.4.3. LSA Tipo 3 - Enlace de resumo de rede ...............................................................1149.4.4. LSA Tipo 4 - Enlace de resumo ASBR externo AS ..............................................1149.4.5. LSA Tipo 5 - Enlace externo .................................................................................1149.4.6. LSA Tipo 7 Enlace externo do NSSA ................................................................115

9.5. rea .................................................................................................................................1159.5.1. rea de backbone .................................................................................................1159.5.2. rea convencional ou padro ...............................................................................1169.5.3. rea de STUB .......................................................................................................1169.5.4. rea totalmente em STUB ....................................................................................1169.5.5. rea no STUB (NSSA) ........................................................................................1169.5.6. OSPF em uma nica rea ....................................................................................1179.5.7. OSPF em mltiplas reas .....................................................................................1189.5.8. Roteador Interno ...................................................................................................1189.5.9. Roteador de backbone .........................................................................................1189.5.10. Roteador de borda de rea (ABR) ......................................................................1199.5.11. Roteador de limites do sistema autnomo (ASBR) ............................................119

9.6. Seleo de caminho do OSPF entre reas .....................................................................1199.7. Forma de comunicao do OSPF ...................................................................................120

9.7.1. Acesso mltiplo de broadcast ...............................................................................1209.7.2. Ponto a ponto .......................................................................................................1219.7.3. Ponto a multiponto ................................................................................................1219.7.4. Non-Broadcast Multiple Access (NBMA) ..............................................................1219.7.5. Enlaces virtuais .....................................................................................................122

9.8. Processo de Eleio DR e BDR ......................................................................................1229.8.1. Eleio dinmica ...................................................................................................1229.8.2. Eleio Manual .....................................................................................................122

9.9. Funcionamento do protocolo OSPF ................................................................................1239.10. Tabela de roteamento no OSPF ....................................................................................123

9.10.1. Quando se adiciona rede um novo roteador ...................................................123



9.10.2. Quando h uma alterao da topologia na rede ................................................124Exerccios ...............................................................................................................................125Atividades complementares ....................................................................................................125

10. Protocolo IS-IS .....................................................................................................................126

10.1. Introduo ......................................................................................................................12610.2. CLNS .............................................................................................................................12710.3. Funcionamento do protocolo IS-IS ................................................................................12810.4. Diagrama do fluxo de dados do IS-IS ............................................................................128

10.4.1. Processo receber ................................................................................................12910.4.2. Processo atualizar ..............................................................................................12910.4.3. Processo deciso ...............................................................................................12910.4.4. Processo enviar ..................................................................................................129

10.5. reas e domnio de roteamento ....................................................................................13010.5.1. Backbone ............................................................................................................13010.5.2. reas ..................................................................................................................130

10.6. Endereos de NSAP ......................................................................................................13010.7. Tipos de pacote .............................................................................................................13110.8. Base de dados de Estado de Enlace ............................................................................13110.9. Tipos da rede .................................................................................................................13210.10. Mtricas .......................................................................................................................132Exerccios ...............................................................................................................................132

11. Comparando o OSPF e IS-IS ...............................................................................................133

11.1. OSPF .............................................................................................................................13311.2. IS-IS ...............................................................................................................................13311.3. Semelhana entre os protocolos ...................................................................................134Exerccios ...............................................................................................................................134

12. BGP .................................................................................................................................135

12.1. Introduo ......................................................................................................................13512.2. Modelo de divulgao e atualizao das tabelas de rotas ............................................13512.3. Estados de uma conexo BGP ......................................................................................13612.4. Funcionamento do algoritmo de deciso .......................................................................13812.5. Utilizao de polticas ....................................................................................................13912.6. Mensagens do protocolo ...............................................................................................14012.7. Mensagem tipo open .....................................................................................................14012.8. Mensagem tipo notification ............................................................................................14112.9. Mensagem tipo keepalive ..............................................................................................14212.10. Mensagem tipo update ................................................................................................143



12.11. Utilizao de BGP em sistemas autnomos ................................................................146Exerccios ...............................................................................................................................147

13. Projetos de redes Conceitos ...........................................................................................148

13.1. Introduo ......................................................................................................................14813.2. Sobre o cliente ...............................................................................................................148

13.2.1. Conhecendo o cliente .........................................................................................14813.2.2. Estrutura organizacional do cliente .....................................................................14813.2.3. Caracterizar o escopo do projeto ........................................................................14913.2.4. Identificar os legados tecnolgicos .....................................................................14913.2.5. Verificao da rede existente .............................................................................151

13.3. Objetivos tcnicos de um projeto ...................................................................................15113.3.1. Escalabilidade .....................................................................................................15113.3.2. Disponibilidade ...................................................................................................15113.3.3. Desempenho ......................................................................................................15213.3.4. Segurana ..........................................................................................................15213.3.5. Gerenciamento da rede ......................................................................................15213.3.6. Usabilidade .........................................................................................................15313.3.7. Adaptabilidade ....................................................................................................153

13.4. PMI/PMBOK ..................................................................................................................153

14. Projetos de redes LAN .....................................................................................................154

14.1. Caracterizao da carga de trfego ..............................................................................15414.1.1. Clculo da carga terica de trfego ....................................................................15414.1.2. Overhead de Protocolos .....................................................................................15514.1.3. Consumo de banda pelo protocolo de roteamento .............................................155

14.2. Cenrios ........................................................................................................................15514.2.1. Cenrio 1 ............................................................................................................15514.2.2. Cenrio 2 ............................................................................................................15514.2.3. Cenrio 3 ............................................................................................................15514.2.4. Cenrio 4 ............................................................................................................15614.2.5. Cenrio 5 ............................................................................................................15614.2.6. Cenrio 6 ............................................................................................................15614.2.7. Consideraes gerais sobre os cenrios ............................................................156

14.3. Projeto fsico ..................................................................................................................15614.3.1. Topologias de cabeamento ................................................................................15614.3.2. Tipos de cabos ...................................................................................................15714.3.3. Dispositivos de interconexo para uma rede LAN ..............................................158

14.4. Projeto lgico .................................................................................................................158



15. Projetos de redes WLAN ..................................................................................................159

15.1. Cenrios ........................................................................................................................15915.1.1. Cenrio 1 ............................................................................................................15915.1.2. Cenrio 2 ............................................................................................................15915.1.3. Cenrio 3 ............................................................................................................15915.1.4. Cenrio 4 ............................................................................................................15915.1.5. Cenrio 5 ............................................................................................................15915.1.6. Cenrio 6 ............................................................................................................159

15.2. Projeto fsico ..................................................................................................................16015.3. Projeto lgico .................................................................................................................160

16. Projetos de redes WAN ....................................................................................................160

16.1. Cenrios ........................................................................................................................16116.1.1. Cenrio 1 ............................................................................................................16116.1.2. Cenrio 2 ............................................................................................................16116.1.3. Cenrio 3 ............................................................................................................16116.1.4. Cenrio 4 ............................................................................................................16116.1.5. Cenrio 5 ............................................................................................................16116.1.6. Cenrio 6 ............................................................................................................162

17. Projetos de redes Gerenciamento ..................................................................................162

17.1. Gerncia de redes .........................................................................................................16217.2. Processo de gerncia ....................................................................................................16317.3. Definindo a gerncia de redes .......................................................................................16317.4. Cenrios ........................................................................................................................163

18. Projetos de redes Segurana ..........................................................................................164

18.1. O que segurana da informao? ..............................................................................16418.2. Princpios bsicos da segurana ...................................................................................16418.3. Projeto de segurana ....................................................................................................16418.4. Cenrios ........................................................................................................................165

19. Projetos de redes Agregando servios ..........................................................................165

19.1. Servio DHCP ................................................................................................................16519.2. Servio DNS ..................................................................................................................16519.3. Servio de Correio .........................................................................................................16619.4. Servio de VoIP .............................................................................................................16719.5. Cenrios ........................................................................................................................167

20. Projetos de redes Documentao ...................................................................................168

20.1. Contedo de um documento de projeto de rede ...........................................................168



20.1.1. Resumo executivo ..............................................................................................16820.1.2. Objetivo do projeto ..............................................................................................16820.1.3. Escopo do projeto ...............................................................................................16920.1.4. Requisitos de design (de negcio e tcnicos) ....................................................16920.1.5. Estado da rede atual ...........................................................................................16920.1.6. Projeto lgico ......................................................................................................16920.1.7. Projeto fsico .......................................................................................................16920.1.8. Resultados de testes ..........................................................................................17020.1.9. Plano de implementao ....................................................................................17020.1.10. Oramento ........................................................................................................17020.1.11. Apndices .........................................................................................................171

Referncias Bibliogrficas ........................................................................................................172

Exerccios .................................................................................................................................173



1. WAN

1.1. Introduo

Nos sistemas de telecomunicaes esto includas tecnologias que vo desde os telgrafos, telexe fax que esto obsoletos, ou entrando na fase de obsolescncia, at tecnologias do nossocotidiano como a telefonia, televiso, radio e a comunicao de dados.A telecomunicao um termo geral que compreende a transmisso analgica, como telefoniaconvencional, rdio e televiso, e digital que processada, genericamente, porcomputadores.A tecnologia digital introduziu uma varivel nova com a transformao de todos esses diferentessinais em dados, permitindo que todos sejam tratados como bits, e dessa forma, viabilizando asua integrao.A comunicao de dados utiliza os servios de telecomunicaes que permite a transmisso erecepo de dados no formato digital, e em seu processo evolutivo busca a convergncia deredes atravs da integrao de voz, vdeo e dados.Uma rede geograficamente distribuda, ou WAN (Wide Area Network), uma rede decomunicao de dados que tem a funo de interligar dispositivos que esto distantes entre si. Adefinio clssica "Uma WAN opera alm do escopo geogrfico de uma LAN (Local AreaNetwork) e sua principal funo interligar as diversas LANs".Antes do surgimento do computador do tipo Personal Computer (PC) ou da Internet, j existia anecessidade de transmisso de dados entre computadores situados remotamente, ondepredominava uma estrutura de processamento centralizado, chamados de CPD (Centro deProcessamento de Dados) com o domnio dos mainframes, provendo um processamentocentralizado; o termo predominante nessa poca era o teleprocessamento.A estrutura WAN suporta o "teleprocessamento", que definido como uma juno das palavras"telecomunicaes" e "processamento" descrevendo a capacidade de realizar o processamentode dados distncia.O teleprocessamento surgiu em virtude da necessidade de se usar recursos e capacidades de umcomputador central em diferentes pontos afastados do mesmo. Com isso, os sistemas deteleprocessamento ofereceriam um servio melhor e mais rpido aos usurios, garantiriam umaboa competio nas aplicaes comerciais, reduziriam erros e baixariam os custos de operao.As conexes entre os pontos remotos e CPD eram baseadas em conexes ponto a ponto, atravsde Linhas Privadas de Comunicao de Dados (LPCD) ou linhas discadas, tambm chamadas deConexo Direta Distncia (CDD). No Brasil, a EMBRATEL oferecia os servios de transmissode dados chamados de TRANSDATA e de RENPAC.O servio TRANSDATA oferece linhas do tipo LPCD ou CDD. Por se tratar de um servio deconexo fsica, permite a utilizao de protocolos diversos, tais como SNA, PPP, TCP/IP,Assncronos, etc. O servio RENPAC uma rede de comutao de pacotes baseada no protocoloX.25. Atualmente diversas operadoras oferecem servios de transmisso de dados de diversostipos com suporte a diversos protocolos.Em virtude da necessidade de otimizar os recursos e a troca de informaes entre sistemasdiferentes e distantes, surgiram as redes de computadores complexas.As principais caractersticas da WAN so:



Operam alm do escopo geogrfico das LANs, ou seja, operam em uma ampla rea geogrfica.Usam prestadoras de servios como a Embratel e a Telefonica para fornecer servios decomunicao;

Usam vrios tipos de conexes, desde linhas de comunicao seriais, que operam em "baixasvelocidades" quando comparando com as LANs, at linhas de comunicao que operam emaltas velocidades;

Fornecem conectividade em tempo integral ou tempo parcial;

1.2. Padres WAN

Existem organizaes que regulamentam os padres usados nos dispositivos utilizados pelaWAN, as principais so:

ISO - International Organization for Standardization (http://www.iso.org/); ITU-T - International Telecommunication Union - Telecommunication Standardization Sector

(http://www.itu.int/ITU-T/) -, antiga CCITT - Consultative Committee for International Telegraphand Telephone;

IETF - Internet Engineering Task Force (http://www.ietf.org); EIA - Electronic Industries Alliance (http://www.eia.org); IEEE - Institute of Eletrical and Eletronics Engineers (http://www.ieee.org); TIA - Telecommunications Industry Association (http://www.tiaonline.org/);A ITU tem como objetivo padronizar as telecomunicaes no contexto mundial. Em 1947, ITUpassou a ser um rgo das Naes Unidas. Um dos setores do ITU, a ITU-T publica asrecomendaes atravs das publicaes tcnicas de interfaces de telefonia e comunicaes dedados.A ISO uma organizao independente fundada em 1946, seus membros so as organizaesnacionais de padro dos pases, como a ABNT (Associao Brasileira de Normas Tcnicas). AISO dividida em comisses tcnicas (TC - Technical Commission) e a TC97 trata decomputadores e processamento de informaes. Cada TC tem subcomisses (SC) que, por suavez, se dividem em grupos de trabalhos (WG).A ISO e a ITU-T costumam trabalhar em conjunto, inclusive a ISO um dos membros da ITU-T.

1.3. Modelo OSI

O modelo de referncia OSI (RM - Open System Interconnection) um esquema descritivo criadopela ISO que define um conjunto de padres dividido em 7 camadas, que visam a garantir ummelhor entendimento das funes, maior compatibilidade e interoperabilidade entre os vrios tiposde tecnologias de rede de diferentes empresas.O RM-OSI foi desenvolvido em 1974 e atravs do esquema descritivo permite detalhar ofuncionamento de uma rede formada por diferentes fornecedores. O modelo conceitual de



camada permite a definio de cada funo e suas caractersticas. Cada camada composta porduas partes:

Definio de servios que descreve os servios prestados pela camada. Os servios soendereados atravs do SAP (Service Access Point);

Especificao de protocolo que detalha as regras de conversa entre as camadas de mesmonvel.

As informaes da camada superior so encapsuladas com informaes relativas camada erepassadas para a camada inferior. O processo inverso denominado desencapsulamento. Acomunicao entre camadas de mesmo nvel provida pelo protocolo implementado naquelacamada.As funes das WAN esto descritas, principalmente, nas duas primeiras camadas do modeloOSI: camada fsica e camada de enlace. Existem determinados protocolos de comunicaoutilizados na WAN que operam at a camada de rede do modelo OSI por atriburemendereamento lgico definido nessa camada, por exemplo, o protocolo X.25 que definido nacamada fsica, enlace e rede do modelo OSI. As trs primeiras camadas do modelo OSIpertencem ao grupo de mais baixo nvel, chamado de rede, que trata o processo de transmisso erecepo dos dados.

Figura 1. Modelo OSI e as tecnologias WAN.

A camada de rede determina o melhor caminho que um pacote dever percorrer entre a suaorigem e destino, sendo tambm responsvel pelo endereamento lgico da rede (IP, IPX...) enotificao de erros (ICMP). Dispositivos como roteadores atuam nessa camada.A camada de enlace responsvel por receber os dados das camadas superiores e prepar-lospara a transmisso no meio fsico, e vice-versa. Tambm responsvel por identificao de erros,topologia da rede, e controle de fluxo. Ethernet 802.3, Frame Relay, HDLC, etc. so exemplos deprotocolos, assim como os Switches so dispositivos que atuam nessa camada.A camada fsica prov as funes fsicas, mecnicas, eltricas, e processuais, para a ativao emanuteno do meio fsico entre os sistemas de comunicao. Exemplo: EIA/TIA-232,repetidores, HUB, concentradores, conectores, cabos, interfaces fsicas, Modem, multiplexadores,sinalizao analgica e digital, e diversos outros fazem parte desta camada.



EIA / TIA-232X.21V.35G.703

SDLCHDLCLABPPPP

Frame-Relay

Rede

Enlace

Fsica

X.25

LABP

X.21

Cada camada do OSI referente a um processo de comunicao em um Host comunica-se com acamada correspondente, residindo no processo de comunicao em outro Host, considerandoque ambos Hosts desejam se comunicar. Assim, cada camada do OSI solicita e presta serviospara as suas camadas vizinhas, originando aquilo que chamamos de Protocol Data Unit (PDU) ea comunicao ocorre entre os PDUs e as camadas correspondentes.

1.4. Dispositivos WAN

Para que a WAN desempenhe todas as funes, necessria a utilizao de alguns dispositivosque efetuam a comunicao entre os equipamentos de terminal de dados (ETD ou DTE - DataTerminal Equipment), esses dispositivos so designados de equipamentos de comunicao dedados (ECD ou DCE - Data Communication Equipment).

Modem

O Modem (Modulador/Demodulador) um dispositivo que interpreta sinais digitais e analgicosmodulando o sinal digital em analgico e demodulando o sinal analgico em digital, permitindoque os dados sejam transmitidos atravs das linhas telefnicas de voz ou LPCP (Linhas Privativasde Comunicaes de Dados). O Modem um dispositivo que opera da camada 1 do RM-OSI.

Multiplexadores

Os multiplexadores so dispositivos que efetuam a transmisso simultnea de informao dediversas fontes a mais de um destino pelo mesmo meio fsico. A multiplexao possibilita aotimizao dos meios de transmisso normalmente capacidade limitada, com a alocao dediversos sinais de forma simultnea no sistema. So dispositivos que aceitam, geralmente,diferentes sinais de entrada (voz, vdeo e dados).As redes E1 e T1 so exemplos de redes que efetuam multiplexao por diviso de tempo (TDM -Time Division Multiplexing).

Switch WAN

Um Switch Wan um dispositivo que possui mltiplas portas de comunicao, podendo comutartrfegos do tipo Frame Relay, X.25, ATM, operando na camada 2 do RM-OSI.

Roteador

Os roteadores so equipamentos utilizados para interconectar duas redes, ou mais redesdistintas, atravs dos endereos de origem e destinos de camada 3 do RM-OSI. A interligaopode ocorrer entre LAN e WAN, devendo ser observado que um circuito de comunicao WAN de baixa velocidade, quando comparado com as velocidades tpicas das LANs.



1.5. Tecnologias de conexo WAN

Os avanos na tecnologia e os dispositivos de comunicaes permitem a configurao de vriassolues WAN pelos projetistas de rede. Ao selecionar uma soluo WAN apropriada, devemosavaliar os custos e os benefcios de cada uma com os provedores de servios. As principaistecnologias WAN so dividas em algumas categorias que citaremos a seguir:

Conexo dedicada ponto a ponto

Uma conexo ponto a ponto baseada num circuito de comunicao preestabelecido entre duasinstalaes em localidades distintas do cliente, atravs de uma rede portadora, tal como umacompanhia telefnica.Um circuito de comunicao ponto a ponto , normalmente, alugado de um provedor de servios,sendo assim tambm chamado de linha alugada (leased line), ou ainda, Linhas Privadas deComunicao de Dados (LPCD). Para esse circuito, o provedor aloca canais de comunicao,como pares de fios, e instalaes de hardwares exclusivos, como Modem, tornando essa opode tecnologia muito cara. O preo dessa implementao tambm depende da largura de bandarequerida e da distncia entre os pontos conectados.

Conexo comutada por circuito

As tecnologias comutadas por circuito permitem conexes de dados que podem ser iniciadasquando necessrio e encerradas quando a comunicao estiver completa. Um exemplo clssicode implementao da tecnologia comutada por circuito alinha telefnica, chamada de conexodiscada, ou tambm Conexo Direta Distncia (CDD).A conexo iniciada quanto existe alguma informao a ser transmitida. O n local efetua osprocedimentos de conexo ao n remoto. A rede, por exemplo, a rede telefnica (PSTN - PublicSwitch Telephony Network), estabelece a conexo entre o n local e o n remoto. Ento, aconexo validada e os dados so transmitidos. Quando a transmisso de dados estivercompleta, a chamada terminada.

Conexo comutada por pacote

A comutao de pacotes uma tecnologia WAN em que os usurios compartilham recursos deum provedor comum. Isso permite que o provedor faa um uso mais eficiente de suainfra-estrutura, tornando o custo ao cliente muito mais baixo do que os circuitos de comunicaoponto a ponto.Em uma configurao de comutao de pacotes, as redes dos clientes se conectam rede doprovedor, e muitos clientes compartilham dessa rede. O provedor ento pode criar circuitosvirtuais entre as instalaes dos clientes, porque os pacotes de dados so entregues um ao outroatravs da rede.Uma rede comutada por pacote pode ser orientada conexo ou no orientada conexo.As redes comutadas por pacote orientado conexo estabelecem circuitos virtuais. Um circuitovirtual um circuito lgico, ao contrrio de um circuito ponto a ponto, criado para garantir acomunicao confivel entre dois dispositivos de rede. Existem dois tipos de circuitos virtuais:



circuitos virtuais comutados (SVC - Switched Virtual Circuits) e circuitos virtuais permanentes(PVC - Permanent Virtual Circuits). SVC circuito virtual estabelecido de forma dinmica por solicitao e encerrado quando a

transmisso concluda. A comunicao pelo SVC consiste em trs fases: estabelecimento decircuito, transferncia de dados e encerramento de circuito. A fase de estabelecimento envolvea criao de um circuito virtual entre os dispositivos de origem e de destino. A transferncia dedados envolve a transmisso de dados entre os dispositivos pelo circuito virtual e a fase deencerramento de circuito envolve a eliminao do circuito virtual entre os dispositivos de origeme de destino. Os SVCs so usados em situaes onde a transmisso de dados entre osdispositivos espordica. Os SVCs aumentam a largura de banda usada devido s fases deestabelecimento e de encerramento do circuito, mas diminuem o custo associado constantedisponibilidade do circuito virtual.

PVC um circuito virtual permanentemente estabelecido que consiste em um modo:transferncia de dados. Os PVCs so usados em situaes onde a transferncia de dadosentre os dispositivos constante. Os PVCs diminuem o uso da largura de banda associado aoestabelecimento e ao encerramento dos circuitos virtuais, mas aumentam os custos devido constante disponibilidade do circuito virtual.

Nas redes comutadas por pacote no orientado conexo inexiste a figura do circuito virtual. Ospacotes so enviados pela rede at o seu destino sem a prvia definio de um caminho, dessaforma podem seguir diferentes percursos pela rede assim como chegar de forma desordenada nodestino.

Conexo comutada por clula

As tecnologias de comutao por clula operam da mesma forma que uma tecnologia comutadapor pacote, com a diferena de que o tamanho do pacote fixo.Em algumas literaturas, podemos encontrar essa tecnologia como uma subdiviso da tecnologiacomutada por pacotes, por trabalharem da mesma forma.

Exerccios

01. Defina Rede

02. Defina WAN e qual a sua funo

03. Diferencie um servio de comunicao de dados especializado de um no especializado

04. Descreva a Camada 1 do Modelo OSI





07. Defina Rede fsica

08. Defina Rede lgica

09. Diferencie Rede fsica de Rede lgica

10. Quais so os modos de comunicao

11. Quais so os modos de endereamento

12. Descreva os conceitos dos comandos Hayes

Apresente os comandos Hayes para:

Portadora controlada (Explique o efeito desse comando para o processo de comunicao domodem)

Modo de comunicao Half-Duplex (O que muda na sinalizao em relao ao Full-Duplex)

13. Em que camadas do modelo OSI as WANs operam?

14. Descreva sucintamente a funo dos principais dispositivos usados em WAN.

15. Associe as colunas de acordo com o tipo de tecnologia utilizada.

16. Descreva DCE e DTE.

17. Diferencie SVCs de PVCs.

18. Qual a principal diferena entre um link de WAN dedicado e um com comutao?

19. Uma imagem tem 1.024 x 768 pixels com 3 bytes / pixel. Suponha que a imagem sejadescompactada.

a) Quanto tempo necessrio para transmiti-la por um canal de modem padro v.90 a 56 kbps?b) E um modem v.34 a 33600 bps?c) E um modem v.22 a 2400 bps?

20. Suponha que, em vez de serem utilizados 16 bits na parte de rede de um endereamento daclasse B, tenham sido usados 20 bits. Nesse caso, quantas sub-redes e quantos hosts dessaclasse B existiriam?

21. De uma maneira geral, como so a velocidade e a confiabilidade das WANs?



22. Quantos segmentos de rede seriam necessrios em uma rede WAN com topologia completa, quepossui 19 ns? E por que essa topologia no vivel para as WANs?

Atividades complementares

Leitura do Apndice E - Histria das Comunicaes no Brasil - do livro Sistemas deComunicaes de M.S.de Alencar da Editora rica.

Pesquisar os servios de comunicao de dados oferecidos pelas operadoras. Acessar o site do ITU-T e ISO. Pesquisar os servios de comunicao de dados oferecidos pelas operadoras. Pesquisar informaes sobre a ANATEL. Pesquisar os sites de cada organizao apontando as funes de cada uma.

2. Camada fsica

2.1. Introduo

A camada fsica, ou camada 1, define, principalmente, a converso dos quadros enviados pelacamada superior em sinais compatveis com o meio de transmisso, podendo ser:

Sinal eltrico; Sinal ptico; Sinal de RF (rdio freqncia).Os meios de transmisso so compatibilizados com os equipamentos atravs de interfacesfsicas, como conectores e antenas. Essas interfaces so padronizadas em suas caractersticasfsicas, eltricas, pticas e/ou RF; o equipamento que efetua a interface denominadogenericamente de DCE (Data Communication Equipment).As interfaces da camada fsica so responsveis por determinar os padres dos meios decomunicao, como os citados a seguir:

EIA/TIA-232 V.24 V.35 X.21 G.703



2.2. Meios de comunicao

A camada fsica composta por meios de comunicao para transferirem a informao, e podemser dos seguintes tipos de tecnologia:

Cobre (cabos de pares tranados de cobre), normalmente utilizados no acesso at o usuriofinal.

ptica (cabos de fibra ptica), usados tanto no acesso como nas redes metropolitanas ou delonga distncia. Possuem a capacidade de multiplexar vrios comprimentos de onda (vriascores) e multiplicam a capacidade de cada fibra.

RF ou Wireless (rdios e satlites), usados tanto no acesso como nas redes metropolitana e delonga distncia, geralmente em locais onde h menor disponibilidade de outro tipo deinfra-estrutura.

Essas tecnologias permitem a transferncia de informaes podendo constituir uma rede decomunicao de dados proprietria, ou seja, atravs de meios prprios, na qual o usurio detm apropriedade do sistema, ou atravs de provedores de servios, que fornecem os meios parainterligar as diversas localidades e cobram pelo servio fornecido, ou ainda, uma soluo mista,sendo parte da rede proprietria e outra provida atravs de uma prestadora de servio decomunicaes de dados.

Meios de cobre

Os meios mais comuns nas transmisses de dados so baseados no cobre, como exemplos,tm-se os cabos coaxiais e os pares tranados.O par tranado, diferente do cabeamento UTP/STP, utiliza para os processos de comunicao umou dois pares de fios. Os mesmos pares fsicos, utilizados para ligar um aparelho telefnico,podem ser utilizados para ligar dispositivos de comunicao de dados. Um par tranado consisteem dois fios de cobre encapados enrolados de forma helicoidal, o objetivo desse tranado minimizar a interferncia das ondas eletromagnticas.O cabo coaxial amplamente utilizado no segmento WAN por apresentar excelente imunidade arudos eletromagnticos, e por possuir melhor blindagem pode atingir distncias maiores evelocidades mais altas que os pares tranados.

Fibra ptica

A fibra ptica atualmente o meio fsico que oferece as melhores caractersticas tcnicas paratransmisso de dados. Rpida, de longo alcance e com alta imunidade a rudos.As comunicaes com fibra tm origem nas vrias invenes feitas no sculo XIX, mas foi apenasna dcada de 60, quando fontes de luz raio laser em estado slido e vidros de alta qualidade(livres de impurezas) foram introduzidos, que a comunicao por fibra ptica tornou-se prtica.Seu amplo uso foi iniciado pelas empresas telefnicas que viram suas vantagens paracomunicaes de longa distncia.O sistema de transmisso ptico composto por um emissor de luz, um meio de fibra (geralmentede vidro) e um receptor. A converso entre sinais eltricos e pticos feita nos transmissores e



nos receptores. Convencionalmente dizemos que o bit 1 representado por um pulso de luz e aausncia de luz representa um bit 0.

Wireless

As redes sem fio so largamente utilizadas atualmente. Seja em ambientes fechados ou abertos,facilitam a mo de obra no que diz respeito estruturao de cabeamento, j que dispensam talelemento.As redes sem fio so compostas por ondas de rdio, que so fceis de gerar e percorrem longasdistncias. As ondas podem ser de baixa ou de alta freqncia. Em baixa freqncia, podemultrapassar diversos obstculos, mas perdem muita potncia medida que se afastam da fonte.Em alta freqncia tendem a viajar em linha reta, mas podem ser facilmente ricocheteadas porpequenos obstculos e at serem absorvidas pela chuva, diminuindo assim sua rea de captao.Mas em qualquer freqncia as ondas de rdio podem sofrer interferncias eletromagnticas,geradas por motores eltricos, lmpadas fluorescentes, etc.

2.3. DTE

O DTE (Data TerminaL Equipment), ou ETD (Equipamento Terminal de Dados), o dispositivo dousurio de um circuito de rede que serve como fonte de dados, destino de dados ou ambos. ODTE se conecta a uma rede de dados atravs de um dispositivo DCE, por exemplo, um modem, enormalmente usa o sinal de sincronismo, chamado de Clock, gerado pelo DCE.O Clock usado para sincronizar a transmisso de dados entre os dispositivos DCE e DTE.

2.4. DCE

O DCE pode ser o acrnimo de:

Data Circuit-Terminating Equipment, expresso ITU-T; Data Communications Equipment, expresso EIA.

O DCE, ou ECD (Equipamento de Comunicao de Dados), o conjunto de dispositivos econexes com rede de comunicaes de dados do provedor de servios. O DCE fornece umaconexo fsica com a rede, encaminha o trfego e fornece um sinal de CLOCK.

2.5. Servios dedicados e servios comutados

Os meios transmisses so utilizados para implementar uma infra-estrutura de rede decomunicaes de dados para transferncia de informaes segura e redundante entre os diversospontos de presena do provedor de servios.Os servios dedicados so providos atravs de:

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Linhas Privadas de Comunicao de Dados (LPCD), ou; Linhas do tipo TDM (Time Division Multiplex);Os servios comutados tendem a ser mais baratos quando comparados com os serviosdedicados. A anlise de custo deve observar as caractersticas do trfego e a tarifa a seraplicada.So exemplos de servios comutados:

Redes telefnicas provendo conexes de atravs de linhas discadas (Comutao por Circuito); ISDN - Integrated Services Digital Network; Rede X.25; Rede Frame Relay; Rede ATM.

2.6. Largura de banda

Um dos parmetros que envolvem a rede de comunicao de dados o desempenho detransmisso de um canal de comunicao em bits por segundo, chamado de largura de banda.A largura de banda utilizada para estimar o comportamento de um determinado volume detrfego na rede.Para tanto, so utilizados alguns parmetros:

Capacidade (C): Capacidade de uma rede carregar trfego em bits por segundo; Volume de dados (V): Quantidade de dados a serem transferidos; Tempo de transmisso (t): Tempo gasto para transmitir um determinado volume de dados em

funo da capacidade do canal de transmisso;

A capacidade de fluxo (Throughput) difere da largura de banda, a largura de banda representa acapacidade de fluxo terica do canal de comunicao. Fatores externos e fatores intrnsecos aocanal de comunicao reduzem a taxa de transmisso de dados, assim a capacidade de fluxorepresenta a capacidade real de transmisso do canal de comunicao.A determinao da capacidade de fluxo real implica analisar a capacidade de processamento deum dispositivo de rede, quantidade de trfego concorrente, retransmisses, etc.O uso do valor da largura de banda no invalida uma avaliao de desempenho de uma redeconforme o grau de preciso exigido no projeto.A tabela a seguir, procura da uma referncia quanto ordem de grandeza de alguns tipos deaplicaes:



Tipo de aplicao Tamanho em KBytes

Tela de terminal 4

Mensagem de mail 10Pgina Web (com alguns grficos) 50Planilha 100

Documento de processador de texto 200

Tela grfica 500Documento de apresentao 2.000Imagem de alta qualidade (qualidadede impresso)

50.000

Objeto multimdia 100.000Backup de base de dados 1.000.000

Tabela 1. Tamanho estimado das aplicaes.

Algumas velocidades tpicas em redes de comunicaes de dados:

Tecnologia Velocidade

Ethernet 10 Mbps

Fast Ethernet 100 Mbps

GigaBit Ethernet 1.000 Mbps

Token-Ring 16 Mbps

E1 2 Mbps

T1 1,5 Mbps

Tabela 2. Larguras de bandas tpicas.

Existem outros parmetros e dados que trafegam na rede, alm das informaes dos usurios.Esses dados so necessrios para o perfeito funcionamento da rede e eles consomem recursosda rede de comunicaes.Esses parmetros e dados devem ser considerados nos clculos de desempenho para uma maiorpreciso dos resultados.

Exerccios

01. Diferencie ISO de OSI. Explique com poucas palavras cada uma delas.

02. Quais so as responsabilidades da camada fsica? E sua PDU?



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03. Defina meios de transmisso:

04. Em quais caractersticas de um sinal transmitido, os meios de conexo atuam de forma negativa?

05. Qual dos meios o mais utilizado atualmente em redes LAN?

a. ( ) Coaxialb. ( ) Par tranadoc. ( ) Fibra pticad. ( ) Wireless

06. Quais so os tipos de fibras pticas existentes?

07. Quais so as diferenas entre a comunicao full-duplex e half-duplex?

08. D um exemplo de comunicao simplex.


Deve-se estimular o aluno a pesquisar as respostas nos livros disponibilizados na biblioteca.

Pesquisar caractersticas eltricas associadas qualidade de sinal:

Capacitncia; Impedncia; Atenuao; Reflexo; Diafonia; Rudos.

Pesquisar os padres de interfaces utilizados em WAN

RS-232 V.35 G.703

Descrever:

Modos de transmisso de dados:

Transmisso assncrona; Transmisso sncrona.

Formas de comunicao:

Comunicao paralela;



Comunicao serial.

Modos de operao:

Simplex; Half-Duplex; Full-Duplex.

Descrever as topologias:

Estrela; Barramento; Anel; Totalmente conectada; Parcialmente conectada.

Descrever os padres:

V22 V25 V32 V34

Descrever os comandos Hayes para modems.

3. Camada de enlace

3.1. Introduo

A principal funo da camada 2 o acesso ao meio, ou seja, a camada de enlace presta serviopara a camada de rede. A base do funcionamento da camada de enlace o protocolo decomunicao.Assim como, a camada de enlace assegura a transferncia confivel de dados entre sistemasconectados diretamente por um meio fsico. O meio fsico est freqentemente sujeito a rudos es interferncias mais diversas, necessitando, dessa forma, que funes mais inteligentesvenham a suprir suas limitaes que so supridas pela camada 2 do RM-OSI.

3.2. Encapsulamento

O encapsulamento ocorre quando so agregadas informaes de uma camada nos dados decamada superior. Para a prestao de servio de cada camada, nos dados passados pelacamada superior so acrescentadas informaes pelas quais ela seja responsvel e passe osdados para a camada inferior.



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A camada de enlace captura os pacotes de dados recebidos da camada de rede e transforma-osem quadros que sero trafegados pela rede. O processo de encapsulamento adicionainformaes como o endereo de origem, o endereo de destino, dados de controle e o FCS(Frame Check Sequence).As informaes de endereo permitem que o pacote trafegue pela rede at o seu destinatrio eencaminhe o retorno com a resposta ao pacote. Nem todos os pacotes possuem o endereo deorigem, assim como o endereo de destino pode ser dispensado.Quando o destinatrio recebe um quadro, a sua camada de enlace confere se o dado chegountegro, verificando o campo de FCS e podendo dar o tratamento, caso o FCS indique um erro, ousimplesmente, descartando o pacote recebido.

3.3. Protocolos de comunicao

Protocolo um conjunto de regras preestabelecidas que rege a comunicao de dados entre osequipamentos de uma rede, com a finalidade de garantir que a troca de informaes esteja sendorealizada de modo ordenado e sem erros.Os primeiros protocolos desenvolvidos foram denominados Start/Stop ou TTY, destinados paratransmisses assncronas de baixa velocidade. Em seguida, foram desenvolvidos os protocolospara transmisses sncronas, orientados a caractere ou a bit.

Protocolo de comunicao assncrona

O protocolo Start/Stop um exemplo de comunicao assncrona. O protocolo apresenta ummodo de transmisso muito simples em relao aos atuais protocolos, sendo utilizado emterminais de vdeo no buferizados, terminais telex e impressoras de alta velocidade.Quando um equipamento deseja enviar uma mensagem a outro dispositivo, enviado caractere acaractere. Antes de cada caractere, enviado um bit de "Start" e, aps o caractere, so enviadosum ou mais bits de "Stop".Utiliza basicamente seis caracteres especiais para o controle de linha: incio de bloco,procedimento de seleo, resposta positiva, resposta negativa, erro na linha, fim de transmisso eReset.

Protocolos de comunicao sncrona

Com o objetivo de melhorar a taxa de eficincia apresentada pelos protocolos de comunicaoassncrona, os protocolos de comunicao sncrona efetuam a transmisso de dados em blocos(conjunto de caracteres) de dados. O protocolo envia um caractere de controle indicando o inicioe o fim do bloco, entre esses caracteres de controles so enviados os caracteres de dados. Olimite da quantidade dos caracteres de dados definido pela implementao particular de cadaprotocolo, esses protocolos so chamados de protocolos orientados a caractere.O caractere, conforme a codificao, pode ser melhor aproveitado, explorando cada bit docaractere para informaes de controle. Essa caracterstica define o protocolo orientado a bit.



3.4. Protocolo orientado a caractere

BSC

O BSC (Bisynchronous Protocol) foi desenvolvido originalmente pela IBM (International BusinessMachines) com o objetivo de permitir a transmisso sncrona entre computador e perifricosremotamente localizados. Hoje em dia, esse protocolo encontra-se bastante difundido e suasverses so implementadas em diferentes equipamentos.O protocolo BSC utilizado em ligaes ponto a ponto ou multiponto, com ligaes dedicadas oucomutadas. Ele pode aceitar trs cdigos especficos de transmisso: EBCDIC, ASCII, Transcode(cdigo de 6 bits) , operando no modo Half-Duplex.

3.5. Protocolo orientado a bit

3.5.1. SDLC

O SDLC (Synchronous Data Link Control) foi criado pela IBM para substituir o BSC para conexesde dados dos equipamentos da IBM. O protocolo SDLC o protocolo de comunicao utilizadopelo SNA (Systems Network Architecture).Hoje, constitui tambm uma variante do protocolo HDLC da ISO denominado NRM (NormalResponse Mode) e de os outros tipos de enlaces, como o LLC (Logic Link Control) da IEEE. Ele responsvel pelo controle da transmisso dos dados entre os ns da rede, e sua finalidade transferir blocos de dados, sem erros, entre dispositivos conectados a um mesmo enlace fsico(meio de transmisso).O SDLC possui mecanismos de deteco de erros atravs dos quais capaz de trat-los, como,por exemplo, pedindo a retransmisso de um quadro quando necessrio. A verificao feitaanalisando o campo de cheque.O SNA, alm do SDLC, suporta outro tipo de enlace: o canal de dado, que utilizado nos casosem que dois dispositivos possam ser diretamente conectados por um cabo. J os enlaces SDLCso utilizados quando uma conexo curta e direta no vivel, podendo ser implementados pordiversos mtodos, como linhas telefnicas, fibras pticas, transmisso por satlite e enlaces demicroondas.O SDLC, devido a suas origens, no deixou de herdar o "velho conceito" da IBM de hierarquia,onde um n responsvel por gerenciar e atender s necessidades dos outros ns. Isso estevidenciado no conceito de Estaes Primrias e Estaes Secundrias. Mesmo assim, fundamental destacar o irrelevante benefcio que esse protocolo trouxe para o mundo dacomunicao de dados, pois serviu de base para as tecnologias de controle de enlaces presentesatualmente.As principais caractersticas do SDLC so:

Orientado a bit, ou seja, o SDLC no percebe o fluxo de dados como uma cadeia de caracteres,mas sim como um fluxo contnuo de bits;

Transmisso sncrona, onde a sincronizao (Clock) dos dados feita na prpria transmisso,dispensando a utilizao de bits especficos para isso (os chamados "Start Bit" e "Stop Bit"),



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melhorando a velocidade de transmisso, alm de ser mais seguro que a transmissoassncrona;

Full-Duplex, suportando tambm o modo Half-Duplex. O modo Full-Duplex consiste num tipode transmisso em que os dispositivos podem transmitir e receber dados ao mesmo tempo, emum mesmo enlace. O modo Half-Duplex consiste num tipo de transmisso em que osdispositivos podem receber ou transmitir dados, mas apenas em uma direo de cada vez, emum mesmo enlace;

Existe um conceito de diviso de estaes envolvidas em uma transmisso, em primrias esecundarias;

O enlace do SDLC possui dois elementos principais: a estao de enlace e a conexo deenlace. A conexo de enlace a conexo entre os ns da rede, e geralmente constituda pordois modems e o circuito que os conecta.

O circuito fsico pode ser composto por um cabo de fios tranados, ou um cabo de fibra ptica, ouum cabo coaxial, ou at mesmo por um enlace por satlite ou microondas. O modem (ou outroequipamento que exera funo semelhante na conexo), deve converter os sinais binrios parauma forma compatvel com a conexo fsica que estiver sendo utilizada.As estaes de enlace consistem no hardware e software do n SNA que controlam a conexo deenlace em nvel fsico, e preparam os dados para a transmisso. Elas fazem parte da camada decontrole de enlace de dados do SNA.

Estao Primria - Em uma transmisso do SDLC, uma estao sempre controla atransmisso, a qual tambm responsvel por iniciar a transferncia de dados. Essa estao chamada de Primria, e ela que autoriza as outras estaes que participam da transmisso aenviar seus dados. Ela faz uma espcie de centralizao das transmisses.

Estao Secundria - So todas as outras estaes envolvidas em uma transmisso, que spodem transmitir aps a autorizao da estao primria. Apenas pode haver uma estaoprimria, no entanto pode haver vrias estaes secundrias

Todas as comunicaes em um enlace acontecem entre a estao primria e a estaosecundria, ou seja, uma estao secundria no pode transmitir para outra estao secundria.J no HDLC (High Level Data Link Control), evoluo direta do SDLC, a transmisso entreestaes secundrias permitida, sendo que por essa razo so chamadas de estaes deenlace adjacentes.Formas de conexo:

Ponto a ponto; Multiponto; Anel ou Lao; Mista.

O SDLC suporta trs modos de operao de uma estao secundria, os quais uma estaoprimria pode estar comandando, so elas:

Modo de inicializao; Modo desconectado normal; Modo de resposta normal.



Modo de inicializao - Antes de uma estao secundria entrar na operao propriamente dita,uma estao fica em modo de inicializao. Comandos especiais de quadro U so usados parapassar a estao desse modo para o modo de resposta normal. A estao primria coloca umaestao secundria em modo de inicializao, quando necessrio realizar alguns procedimentosde iniciao especficos de hardware.

Modo desconectado normal - O modo desconectado necessrio para evitar que uma estaosecundria aparea inesperadamente no enlace enquanto estiver ocorrendo um processo detransmisso com outra estao. No modo desconectado normal, a estao fica logicamente e oufisicamente desconectada do enlace de dados. Nenhum quadro que transporte dados de usuriopode ser transmitido ou aceito, embora a estao possa transmitir e aceitar certos tipos dequadros de controle para mudar o modo, para fazer com que uma estao secundria seidentifique ou para fazer POLL em uma estao secundria. Uma estao secundria entra nomodo desconectado normal nos seguintes casos:

Quando a estao ligada inicialmente ou habilitada para operar no enlace de dados; Depois de certos tipos de falhas, tais como faltas de energia; Quando uma estao secundria inicialmente conectada a uma estao primria via linha

comutada; Depois de uma estao secundria receber um comando de desconexo (DISC) da primria.Modo de resposta normal (SNRM) - o modo normal de operao do SDLC. Nesse modo deoperao, uma estao identificada como primria (a que envia o comando) e a outra definidacomo secundria (a que recebe o comando), alm, claro, de o enlace poder ter mais de umaestao secundria conectada ao mesmo tempo.Quando uma estao secundria est operando nesse modo, ela s transmite dados depois dereceber um "Poll" (autorizao) da estao primria. A resposta da estao secundria podeconsistir em um ou mais quadros, e a estao deve indicar qual o ltimo quadro de suaresposta.

Estrutura do quadro SDLC

Flag Endereo Controle Dados FCS Flag

8 bits 8 ou 16 bits 8 ou 16 bits N x 8 bits 16 bits 8 bits

Figura 2. Frame SDLC.

A informao transita na rede sob a forma de quadros, sendo essas constitudas por diversoscampos.

Flag - Delimita o incio e a finalizao do quadro/frame, consiste numa seqncia nica de 8bits, 011111110.

Endereo - Indica o endereo do n destinatrio Controle - Caracteriza os diferentes tipos de quadros/frames existentes:

Frames de informao; Frames de superviso;



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Frames no numerados. Dados - O campo de dados contm a informao que se pretende enviar ou receber, e o

nico campo de comprimento varivel. FCS (Frame Check Sequence) - Segue-se um campo CRC (Cyclic Redundancy Code) de 16

bits, para deteco (mas no correo) de erros;

3.5.2. HDLC

Os protocolos sncronos orientados a bit so mais eficientes, flexveis, e conseqentemente maisrpidos, comparados com os protocolos sncronos orientados a caractere. O protocolo SDLC foi oprimeiro do conjunto de protocolos da Camada de Enlace de Dados baseado na operaosncrona, orientado a bit. Aps o surgimento do SDLC, a ISO - International Organization forStandardization - modificou o SDLC, criando ento o protocolo HDLC - High Level Data LinkControl.

A principal diferena entre o HDLC e o SDLC que este suporta apenas o NRM, onde asestaes secundrias no se comunicam com a primria, a menos que esta o permita. Almdesse, o HDLC tambm suporta o Asynchronous Response Mode (ARM) onde as estaessecundrias podem iniciar a comunicao com a primria, sem sua permisso prvia e oAsynchronous Balanced Mode (ABM) onde cada estao pode atuar como primria ousecundria.O protocolo HDLC um dos protocolos mais comuns da Camada de Enlace de Dados. Asfunes desse protocolo so detectar erros de transmisso e fornecer meios para corrigir taiserros. Inclui tambm sincronizao de dados e controle de fluxo. um protocolo com transmissosncrona, orientado a bit. Esse protocolo pode ser usado tanto em ligaes ponto a ponto oumultiponto.Um erro pode ocorrer durante a transmisso da informao. comum acontecer isso devido avrios fatores envolvidos, como interferncia de sinais eletromagnticos. O controle de erro podeser feito atravs dos Bits de Paridade e Checksum, por exemplo. Assim, utilizando uma dessastcnicas, o protocolo pode detectar erros e conseqentemente notificar a prxima camada de queo frame deve ser transmitido novamente.Os DTEs tm recursos de memria limitados. Assim, se um transmissor ou emissor comear aenviar a informao numa taxa maior do que a esperada pelo receptor, o receptor comear aperder frames. Para que isso no ocorra, existe o controle de fluxo que garante a transmissocorreta, e implementa mecanismos como: Continuous RQ, Idle RQ e Go Back N.O tipo de servio fornecido pelo HDLC depende do modo de operao utilizado.



3.6. Outros protocolos orientados a bit

A relao abaixo descreve alguns protocolos de camada 2:

SLIP Serial Line Interface Protocol.

PPP Point-to-point protocol (RFC 1661)LAPB Link Access Procedure Balanced (usado pelo X.25).LAPF Link Access Procedure Frame (Frame Relay).Frame Relay Verso simplificada do enquadramento HDLC.

LAPD Link Access Procedure D-channel (ISDN D).ISDN Integrated Service Digital Network.

XDSL x Digital Subscriber Line (ADSL, SDSL, VDSL, HDSL)

Exerccios

01. O que protocolo?

02. Quais foram os primeiros protocolos desenvolvidos?

03. Cite um exemplo de protocolo orientado a caractere (ou a byte) que surgiu na dcada de 60.

04. Cite alguns exemplos de protocolos orientados a bit.

05. Quais so as principais caractersticas do SDLC?

06. Quais so os elementos principais do enlace de dados do SDLC?

07. Quais so as funes do protocolo de enlace HDLC?

08. Qual o tamanho mximo de frame HDLC?

09. Quais os tipos de frames HDLC?

10. Quais so os modos de operao do HDLC?



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Efetuar o exerccios apresentados em http://penta2.ufrgs.br/tp951/protocolos/6hdlchome.html

4. Protocolo PPP

4.1. Introduo

Nos anos 80, a Internet comeou a sofrer um crescimento explosivo no nmero de servidores. Amaioria desses servidores se conectava Internet de diferentes formas. Eram poucos osservidores que estavam conectados atravs de linhas de comunicaes seriais ponto a ponto,ainda que essas linhas de comunicaes estavam entre os mais antigos mtodos decomunicao de dados e quase todos os servidores suportavam conexes ponto a ponto. Valelembrar que a interface assncrona EIA/TIA-232-C era essencialmente onipresente.Esse protocolo foi projetado para padronizar o encapsulamento da Internet, enderear outrasemisses, incluindo a designao e gerenciamento de endereos IP, encapsulamento sncrono"bit orientado" e assncrono (Start/Stop), multiplexao de protocolo de rede, configurao de link,teste de qualidade do link, deteco de erros e a opo de negociao de capacidades tais comoa negociao de endereo da camada de rede e a negociao de compresso de dados.O PPP um protocolo de comunicao para uma conexo ponto a ponto, foi criado pela IETF, etem sua descrio completa na RFC 1331. Uma conexo ponto a ponto pode ser estabelecidaatravs de uma ligao telefnica, ou atravs da contratao de uma linha dedicada (LPCD -Linha Privativa de Comunicaes de Dados). um protocolo de nvel 2, usado nos PCs para que estes possam se comunicar Internet atravsde um modem de alta velocidade. Tambm possvel conectar linhas arrendatrias de WANsatravs desse protocolo. mais usado nos roteadores TCP/IP.O protocolo PPP enderea essas emisses provendo um extenso Link Control Protocol (LCP) euma famlia de Network Control Protocol (NCP) para negociar os parmetros e facilidades deconfigurao opcionais.O protocolo PPP prov checagem de erros e suporta os modelos de autenticao PAP e CHAP.PPP permite os usos de e-mail, programas Browser (Netscape, Iexplore), FTP, TELNET e habilitaa interface grfica do usurio para o acesso Web.



4.2. Estrutura do quadro PPP

Em se tratando de nvel 2, esse pacote encapsulado tem o nome de quadro (frame). O Frame constitudo por diversos campos; a estrutura do frame do PPP mostrada a seguir.

Flag Endereo Controle Dados FCS Flag

Figura 3. Frame PPP.

Flag: Octeto que indica o comeo ou o fim de um frame. Consiste na seqncia binria01111110. Pode-se considerar o flag como separador de frames, pois, uma vez que dois flagsestiverem juntos, o frame considerado vazio e, ento, ignorado.

Endereo: Octeto que contm a seqncia binria 11111111. Se esse octeto estiver com outrovalor, o frame dever ser descartado.

Controle: Octeto que contm a seqncia binria 00000011, o comando de informao nonumerada (Unnumembered Information - UI). Frames com outros valores devem serdescartados.

Protocolo: Dois octetos que indicam qual o protocolo de nvel 3 a ser usado (TCP / IP, NovellIPX, DECnet, etc.).

Dados: Zero ou mais octetos que contm o datagrama do protocolo especificado no campoProtocolo. O tamanho mximo desse campo de 1500 octetos.

FCS (Frame Check Sequence): Normalmente constitudo por dois octetos. Esse campo possuio clculo feito entre todos os bits dos campos descritos acima, no incluindo bits de Start/Stope bits ou octetos inseridos para transparncia. Esse campo tambm conhecido como o deChecksum.

4.3. LCP x NCP

Para estabelecer a comunicao do link, primeiramente cada PEER do link PPP deve enviarpacotes LCP para configurar e testar o link de dados, aps isso o NCP negocia o protocolo dacamada de rede e ento os dados podem ser transmitidos. Vamos entender um pouco mais sobreestes protocolos.

4.3.1. LCP - Link Control Protocol

O protocolo PPP define mais do que apenas um esquema de encapsulamento. Para ser verstil eportvel, PPP prov uma larga variedade de ambientes no seu link Control Protocol - LCP.O LCP (Protocolo de Controle de Link) usado para se fazer um acordo automtico nas opesde formato de encapsulamento, autenticar a identidade do par no link, controlar limites devariantes nos tamanhos dos pacotes, determinar quando um link est funcionandoapropriadamente ou est morto e detectar outros erros comuns de m configurao.



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Formato dos pacotes LCP

H trs classes de pacotes LCP:

Pacotes de configurao de link: Usados para se estabelecer e configurar o link (ConfigureRequest, Configure ACK, Configure NAK e Configure Reject).

Pacotes de trmino de link: Usados para se terminar um link (Terminate Request e TerminateACK).

Pacotes de manuteno de link: Usados para gerenciar e "debugar" o link.

O formato do pacote do LCP dado a seguir:

Code Identifier Length Data

Figura 4.

Code: dado por um octeto e identifica o tipo de pacote do LCP. Quando um pacote recebidocom esse campo invlido, ele automaticamente descartado. Os valores mais comuns paraesse campo so:

Configure Request; Configure ACK; Configure NAK; Configure Reject; Terminate Request; Terminate ACK.

Identifier: um octeto que serve para comparar pedidos e respostas. Quando esse pacote recebido com um valor invlido, ele descartado.

Length: um campo com dois octetos que indica qual o tamanho do pacote, incluindo oscampos Code e Identifier.

Data: Zero ou mais octetos que foram indicados por Length. O Formato desse campo determinado pelo campo Code.

Uma vez que o link esteja estabelecido, o par deve ser autenticado. Essa fase no obrigatria.Ento, o PPP envia pacotes de NCP com a finalidade de escolher e configurar um ou maisprotocolos da camada de rede. Depois dessa fase, os datagramas de cada protocolo de camadade rede devem ser enviados pelo link.

4.3.2. NCP - Network Control Protocol

Os links do protocolo PPP eliminam muitos problemas com as famlias correntes de protocolos derede. Por ocasio, a designao e gerenciamento dos endereos IP, que um problema mesmoem ambiente de LAN, especialmente difcil sobre links de ponto a ponto de Circuit-Switched.Esses problemas so solucionados pela famlia dos NCP - Network Control Protocol (Protocolo deControle de Rede).



Cada uma dessas famlias gerencia as necessidades requeridas pelo respectivo protocolo derede.A comunicao continuar at que um pacote de LCP ou NCP executar a desconexo do enlace.Tambm poder haver algum evento externo que causar a queda do link, tal como a expiraode algum contador de inatividade.

4.4. Fases da Conexo

Link Dead - Indica que o nvel fsico ainda no est pronto. Quando estiver pronto, o PPPpassar para a fase de estabelecimento do link.

Estabelecimento do link - O LCP usado para estabelecer a conexo. Esta fase melhordescrita nesse trabalho na parte de abertura do link PPP. Qualquer pacote recebido que noseja LCP automaticamente descartado.

Abertura do link PPP - Para abrir um link PPP, o protocolo segue uma seqncia de eventoscom a finalidade de que os dois pontos definam um acordo sobre a configurao a ser usada.

Figura 5.

Por eventos, entenda-se:

Recepo de comandos externos, tais como: Open e Close; Expirao do contador de Timeout; Recepo de pacotes do par.

As aes incluem a inicializao do contador e a transmisso de pacotes para o par.Essa seqncia descrita em um diagrama de estados simplificado, representado pelo autmatoa seguir.



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Dead Estabelecimento Autenticao

RedeTrmino

Up Aberto

Sucesso /Nada

Falhou

Fechando

FalhouDown

Figura 6.

Eventos:

Open: Open administrativo; Close: Close administrativo; TO+: Timeout com contador menor que zero; RCR+: Receive - Configure - Request (bom); RCR-: Receive - Configure - Request (mau); RCA: Receive - Configure - ACK RCN: Receive - Configure - NAK/REJ; RTA: Receive - Terminate - ACK.

Aes:

scr: Send - Configure - Request;

scn: Send - Configure - NAK/REJ; sta: Send - Terminate - ACK; str: Send - Terminate - Request;

sca: Send - Configure - ACK.

Passo 1: Primeiramente, a mquina encontra-se no estado Fechado. Envia-se um pedido deconfigurao (scr).Passo 2: Passa-se, ento, para um estado no qual o contador de Timeout est sendoincrementado (Req-Sent), sem, no entanto, se receber ou enviar um ACK de configurao.Passo 3: O contador de Timeout continua a ser incrementado. Existem duas possibilidades deestados seguintes: ACK Recebido ou ACK Enviado.



Fechado Fechando Aberto

ACK EnviadoACK Recebido

RTA Close

RCAsra

Open

Req-Sent

RCRsta

TO+

str

RCN TO+ RCR+ RCR-RCN TO+

sra

RCR+RCR-

RCR+RCR-scn

scr TO+

scr

Passo 4: Caso seja recebido um ACK de configurao (RCA) e o pedido de configurao foiaceito, a mquina estar no estado ACK Recebido. A ao seguinte enviar um ACK deconfigurao (sca) e o prximo estado do link passa a ser Aberto. Por outro lado, se o pedido deconfigurao no for aceito, envia-se, novamente, o pedido de configurao (scr) e o estado damquina volta a ser Req-Sent. O contador no resetado.Passo 5: Se, ao invs disso, um ACK de configurao for enviado (sca) e o pedido deconfigurao foi aceito (RCR+), o estado da mquina ser ACK Enviado.Deve-se ficar esperandoo recebimento do ACK. Se o pedido for negado, envia-se o scn, que significa que a configuraoou foi rejeitada ou desconhecida.Passo 6: Em ambos estados (ACK Enviado e ACK Recebido), se o contador de Timeout chegarao seu limite, deve-se novamente enviar o pedido de configurao (scr) e voltar ao estadoReq-Sent.

Passo 7: Uma vez o link Aberto, o contador de Timeout parado. O link permanecer nesseestado at que se envie um pedido de trmino (str) ou at que o administrador da rede (humanoou programa) indique que a rede no permite trfego. O estado passa a ser Fechando.Passo 8: No caso de se ter enviado o pedido de trmino, um contador de Timeout inicializado.Se este chegar ao seu limite, o link fechado. Se o link receber um ACK de trmino (RTA), imediatamente fechado, ficando como ltima tarefa a ao de se enviar um ACK de trmino (sta).

4.5. Protocolos de Autenticao

Essa fase opcional. Em alguns links pode ser desejvel que o par requeira autenticao antesque os pacotes de nvel de protocolo de rede comecem a ser trocados. A opo de configuraoconcede um meio para se negociar o uso de um pr

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