prof. fábio e. santos1 redes de computadores pacotes, frames e técnologia

Prof. Fábio E. Santos 1

Redes de Computadores

Pacotes , Frames e Técnologia

Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

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Pacotes, Frames e Detecção de Erros

• Pacotes: pequenos blocos de dados enviados individualmente pelo sistema de rede. Por que?

– coordenação na transmissão entre emissor e receptor.– acesso compartilhado de vários computadores à rede.

• Frames: “pacote” especifico para uma determinada tecnologia de rede (frame ethernet, frame ATM)

• Detecção de Erros– Bits de Paridade– Checksum– Cyclic Redundancy Check


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Tecnologias e Topologias de Redes

• Tecnologias: como computadores enviam pacotes pela rede. (ethernet, token ring, FDDI, ATM, LocalTalk)


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Tecnologia Ethernet

• Hoje a mais utilizada– balanço entre velocidade, custo e facilidade de

instalação.– aceitação no mercado de computadores e

existência de bom suporte.– Padrão definido pelo IEEE.


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Cabeamento Ethernet

• Quatro tipos de cabos mais usados hoje:– 10Base5 : coaxial grosso (thick ethernet)– 10Base2 : coaxial fino (thin ethernet)– 10BaseT (UTP) : par trançado– 10BaseFL : fibra óptica

• ambientes com interferência• 2 km de distância• 100 Mbps


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1 - Tecnologia Token Ring

• Passagem de Token– padrão de bits que difere de um frame normal de

dados.• Apenas um computador transmite por vez.• Quando um token chega, o computador o

retira do anel e transmite o dado (frame).• O frame continua pelo anel até voltar a

origem.


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Tecnologia Token Ring

• O nó gerador “reconhece” (Acknowledge) o frame.

• Tempo de “viagem” do token: 1 mseg !– Token é pequeno– controlado pelo hardware do anel.

• IBM Token Ring: 16 MBps.


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Exemplo - Token Ring


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Token Ring


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Token Ring

• MAU (MultiStation Access Unit) - IBM 8228

– 10 portas• 8 p/ nós• 2 p/ encadeamento (RI - Ring In; RO - Ring Out)• Max. 260 nós Até 33 MAU’s

– Comprimento anel: • Rede com uma MAU e 3 nós. Cada nó dista 100

metros da MAU Comprim. Anel = 600 m


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FDDI

• Fiber Distributed Data Interface– 100 Mbps.– 500 estações / 200 km de extensão.– Timed-token: cada estação tem garantido um

tempo de acesso a rede (no startup)– Fibra óptica– Contém duas fibras (uma é backup)– Rede “self-healing”


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Exemplo - FDDI


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Como funciona: Ethernet

• Não há uma “central” de coordenação.• Xerox - início anos 70 (1973 - Bob Metcalf)• Ethernet: 10Mbps• Fast Ethernet: 100Mbps.• Pode haver colisão. • Como controlar ?


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Fluxo de dados na Ethernet

Comprimento máximo da ethernet: 2500 mdistância max. percorrida por 64 bits (10Mbps) sem colisão


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CSMA

• Carrier Sense with Multiple Access– esquema de coordenação distribuída– Atividade elétrica no cabo determina status.– Se nenhum computador envia frames: não há

portadora (carrier).– Se algum computador transmite: há portadora.– Se não há portadora, a placa transmite um

frame!


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CSMA

• Se há uma portadora, a placa espera p/ enviar seu frame.

• Tecnicamente:– Verificar a presença de uma portadora chama-

se: carrier sense !– Usar a presença de sinal para transmissão por

vários computadores: Carrier Sense with Multiple Access


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Colisão

• O que acontece se, na ausência de portadora, dois computadores decidem transmitir simultaneamente?– Colisão (interferência) !

• Qual o mecanismo de Recuperação ?– CSMA/CD – CD: Colision Detection (and BackOff)


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Tratando a colisão

• Ao sentir a colisão (alteração anormal na voltagem, pela placa), o computador espera.

• Mas se ambos computadores esperarem o mesmo tempo para retransmitir: nova colisão !

• Usar um delaydelay de no máximo d.• Selecionar um valor randômico!


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Evitar colisões múltiplas

• Se houver nova colisão, duplica-se o tempo de delaydelay !

• Binary exponential Backoff : ato de dobrar o tempo de delaydelay a cada colisão


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2 - Endereçamento de Hardware e Frames

• Meio físico compartilhado por muitos computadores.

• Sinal chega a vários, além daquele a qual é especificamente destinado.

• Como identificar este computador específico?– Frames !


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Endereçamento físico


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Formato de Endereços Físicos

• Estáticos: pré-estabelecido pelo fabricante.• Configuráveis: manual, na EPROM.• Dinâmicos

– Endereço determinado quando a estação é ligada. Pode tentar valores aleatórios até encontrar algum que não seja usado por outro computador na rede.


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Frames

• Permitem a identificação do conteúdo do dado a ser transmitido.

• Composto por “campos”


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Frame Ethernet


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Tipos de Frames


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Erros de Transmissão

• Raios, variações na corrente elétrica, interferências eletro-magnéticas, etc.– Alteram o valor do dado.– Interpretação errada.

• Mecanismos de verificação de erros– Paridade– CheckSum– CRC


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Verificando a Paridade

• Bit de paridade• Paridade Par:

– O transmissor configura o bit de paridade para 0 ou 1 de forma que o nro total de bits 1 (incluindo o próprio bit de paridade) seja par

– o bit de parid. para 0100101 é 1.• Paridade Ímpar: análoga.


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CheckSum

• Dados são tratados como uma seqüência de inteiros sobre os quais é calculada uma soma.


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Limitações do CheckSum


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CRC - Cyclic Redundancy Check

• Implementado em Hardware– registrador de deslocamento + porta Xor

• melhor que checksum• Cada bit muda dramaticamente o resultado

final.

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