csma/cd
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Prof. Edgard Jamhour email: [email protected] URL: http://ppgia.pucpr.br/~jamhour. CSMA/CD. LAN – LOCAL AREA NETWORKS. A tecnologia de redes locais (Ethernet) baseia-se no princípio de comunicação com broadcast físico. A. B. DADOS. CRC. A. B. C. quadro. QUADRO. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Redes TCP/IP
CSMA/CDCSMA/CD
Prof. Edgard Jamhour
email: [email protected]
URL: http://ppgia.pucpr.br/~jamhour
2000, Edgard Jamhour
LAN – LOCAL AREA NETWORKSLAN – LOCAL AREA NETWORKS
• A tecnologia de redes locais (Ethernet) baseia-se no princípio de comunicação com broadcast físico.
A B C
A B DADOS
quadro
CRC
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QUADROQUADRO
• O quadro (frame) é a menor estrutura de informação transmitida através de uma rede local.
A B DADOS CRC
FECHOCABEÇALHO
ENDEREÇO (FÍSICO) DE ORIGEM
ENDEREÇO (FÍSICO) DE DESTINO
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CSMA/CDCSMA/CDCarrier Sense Multiple Access/ Carrier Sense Multiple Access/
Collision DetectionCollision Detection
A) Uma estação sempre ouve o meio antes de transmitir, e só transmite se o meio estiver desocupado.
B) Durante a transmissão, a estação compara o que está transmitindo com o que está recebendo, se for diferente, então conclui que ocorreu uma colisão.
C) Em caso de colisão, a estação para imediatamente de transmitir, espera um tempo randômico selecionado entre 0 e T (512 bit times), e tenta novamente.
D) Se houver colisão, o intervalo de tempo randômico é dobrado novamente (0 a 2xT)
F) Se houver novamente colisão, o passo D é repetido até 16 vezes.
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PROBLEMA 1: O tempo médio para PROBLEMA 1: O tempo médio para ganhar o meio aumenta com o número de ganhar o meio aumenta com o número de
computadores da rede.computadores da rede.
A B C
ESCUTANDO ESCUTANDO
quadros na fila de espera
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EFEITO DA DISTÂNCIA ENTRE OS EFEITO DA DISTÂNCIA ENTRE OS COMPUTADORESCOMPUTADORES
• O tempo de propagação entre as estações afeta a taxa de ocupação máxima da rede.
A
B
A TRANSMITE
B TRANSMITEB RECEBE
tempo para o sinal ir de A para B
A RECEBE
T
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ExemploExemplo
• Quadro de 100 bit e Taxa de Transmissão = 10 Mbit/s: – Tempo para transmitir um quadro T = 10 10-6 s
• Velocidade de propagação no meio: 200 000 Km/s– Tempo de propagação: t = 1 10-6 s para 200 m– Tempo de propagação: t= 10 10-6 para 2 Km
L
A B
eficiência = T/(T+t)
eficiência200m = 91%91%
eficiência2Km = 50%50%
eficiência100Mbits e 2Km = 9,1%9,1%
HALF-DUPLEX
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PROBLEMA 2: COLISÃOPROBLEMA 2: COLISÃO
A
A
C
A TRANSMITE
C TRANSMITE
RECEBIDO DE A
RECEBIDO DE C
COLISÃO DETECTADA POR A
B C
COLISÃO DETECTADA POR C
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ExemploExemplo
• eficiência = 1/(1 + 6,44t/T)– t: tempo de propagação
• L = 200m então t=1 10-6s
– T: tempo para transmitir o quadro• T = 10 10-6 s (quadro de 100 bits a 10 Mbits/s)
L
A B
eficienciaL=200m = 60,8 %60,8 %
eficienciaL=2Km = 13,4%13,4%
eficienciaL=2Km e 100Mbits/s = 1,52 %1,52 %
HALF-DUPLEX
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LIMITAÇÕES DAS LANsLIMITAÇÕES DAS LANs
• O NÚMERO DE COMPUTADORES É LIMITADO – Como apenas um computador pode transmitir de cada vez, o
desempenho da rede diminui na medida em que muitos computadores são colocados no mesmo barramento.
• A DISTÂNCIA ENTRE OS COMPUTADORES É LIMITADA– Para evitar colisões, os computadores “escutam” o barramento
antes de transmitir, e só transmitem se o barramento estiver desocupado.
– Quanto maior a distância entre os computadores, maior a chance de ocorrer colisões no barramento, levando a rede para um estado de colapso e baixo desempenho.
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HUBSHUBS
• Hubs ou concentradores são dispositivos que simulam internamente a construção dos barramentos físicos.
HUBHUB
A C A C A C
A B C
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SWITCHSWITCH
• Hubs ou concentradores são dispositivos que simulam internamente a construção dos barramentos físicos.
A B C
SWITCHSWITCH
1 2 3A C
PORTA COMPUTADOR
1 A
C AC A
A C A C 3 C
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SWITCHSWITCH• Os switchs são dispositivos capazes de segmentar a rede local
analisando os endereços físicos. Permitem também interligar dispositivos que trabalham com velocidades de transmissão diferentes.
A B C
SWITCHSWITCH
HUBHUB
D E F
HUBHUB
G
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WANWAN• A redes WAN utilizam uma tecnologia de transmissão que permite
interligar um número ilimitado de comutadores em distâncias arbitrariamente grandes.
roteadorroteadorLANLAN LANLAN
LANLANPode ser uma ligação Pode ser uma ligação
ponto a pontoponto a ponto
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RoteamentoRoteamento/Comutação/Comutação
Nó
Usuário
Link
Rota 1Rota 2
Subrede
Barramento
broadcastbroadcast
Ligação ponto a pontoLigação ponto a ponto
roteadorroteador
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ComutaçãoComutação
POR CIRCUITO
POR PACOTES
NÃODATAGRAMA
SIMCIRCUITO VIRTUAL
COMUTAÇÃO
ORIENTADA A CONEXÃO?
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Redes de comutação por circuitoRedes de comutação por circuito
– Estabelece um caminho dedicado entre a origem e o destino, antes que a comunicação se estabeleça.
• Exemplo: TDMA, CDMA, SHD, PDH, etc.
REDE COMUTADA POR CIRCUITO
C
A B
D
A banda é reservada, independente do tráfego.
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Redes de comutação por pacote
REDE COMUTADA POR PACOTE
– Não estabelece um caminho dedicado.
– As informações de endereçamento precisam ser intercaladas com o próprio fluxo de mensagens, numa operação de denominada empacotamento.
– Exemplos: TCP/IP, GPRS, etc.
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Redes de pacotes orientadas a conexãoRedes de pacotes orientadas a conexão
• Também conhecidas como circuito virtual• Determinam o caminho entre emissor e receptor antes
de iniciar a comunicação.• Os pacotes chegam sempre na ordem em que foram
enviados.– Exemplo: ATM e Frame-Relay
IDENTIFICADOR DE
CIRCUITO
VIRTUAL
PACOTE NUMA REDE ORIENTADA A CONEXÃO
OUTRAS
INFORMAÇÕES DE
CONTROLE
DADOS
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Redes de pacotes Redes de pacotes não não orientadas a orientadas a conexãoconexão
• Também conhecidas como datagrama.
• O caminho é determinado analisando o endereço de cada pacote.
• Os pacotes podem chegar fora de ordem.– Exemplo: TCP/IP
ENDEREÇO
DE
ORIGEM
OUTRAS
INFORMAÇÕES DE
CONTROLE
DADOS
PACOTE NUMA REDE NÃO ORIENTADA A CONEXÃO
ENDEREÇO
DE
DESTINO
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REDESREDES
• IP: Não orientadas a conexão
• ATM: Orientadas a conexão
Utiliza o endereço dos computadores
Utiliza um identificador de conexãoswitch
roteador