Transcript (onde?) Introdução ao Ethernet

CCNA 1 – Conceitos de Ethernet
Kraemer
Conceitos de Ethernet
• Introdução ao Ethernet
• Formato do quadro
• CSMA/CD
• Tipos de colisão
• Tipos de erro
• Autonegociação
Kraemer
Introdução ao Ethernet
É essencial ter um entendimento de como os dispositivos
de rede obtêm acesso aos meios físicos
Ethernet atua nas camadas 1 e 2
Ethernet em 1973  3 Mbps
Ethernet atual  10 Gbps
Este padrão surgiu para redes locais, mas já pode ser
utilizado em MAN e WAN
Kraemer
Introdução ao Ethernet
A idéia original para Ethernet surgiu de problemas de
permitir que dois ou mais hosts usem o mesmo meio
físico e de evitar que sinais interfiram um com o outro
Este mesmo problema foi estudado em 1970 pela
Universidade do Hawai, dando origem a Alohanet.
Alohanet formou a base de acesso Ethernet, chamado de
CSMA/CD
Kraemer
Introdução ao Ethernet
O primeiro padrão Ethernet foi publicado em 1980 pela DIX
(Digital Equipment, Intel e Xerox). Foi lançado como
padrão aberto
Em 1985 a IEEE lançou o 802.3, que é compatível com o
padrão da DIX e Modelo OSI
Ethernet é escalável  acomoda novos meios físicos e a
largura de banda pode aumentar, mas o padrão continua o
mesmo
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Introdução ao Ethernet
Ethernet legada  10 Mbps
Fast Ethernet  100 Mbps
Gigabit Ethernet  1000 Mbps
802.0  padrão de Redes Locais e Redes Metropolitanas
802.1  uma espécie de “ponte” entre o meio e o enlace
802.2  LLC (específica mecanismos de endereçamento)
802.3  Ethernet (CSMA/CD – Multíplo Acesso com
Verificação de Portadora e Detecção de Colisão)
Kraemer
Introdução ao Ethernet
Ethernet e relação com Modelo OSI
Um sinal nunca retorna à
porta que saiu.
Repetidores  provocam
um domínio de colisão.
Bridges ou Routers 
provocam vários domínios
de colisão
Controle de Acesso
ao Meio  ordena a
transmissão (monta
quadro) e define
endereço físico.
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Introdução ao Ethernet
Camada 1 versus Camada 2
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Introdução ao Ethernet
Formato do Endereço MAC
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Introdução ao Ethernet
De Quadro a bits (onde?)
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Formato do quadro
Informações essenciais dos Quadros
• Quais computadores estão se comunicando entre si
• Quando a comunicação entre computadores individuais
começa e quando termina
• Providencia um método para a detecção de erros que
ocorreram durante a comunicação
• De quem é a vez de "falar" em uma "conversa" entre
computadores
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Formato do quadro
Formato de Quadro genérico
A  sinalização de inicio
B  endereços MAC
C  informa quem (protocolo) recebe na camada superior (0x0800 = IPv4,
0x0806 = ARP)
D  contêm o encapsulamento das camadas superiores. Os bytes podem ser
preenchidos com ZERO para atingir o tamanho
E  Verificação do Quadro. É um nº calculado pela origem e verificado pelo
destino
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Formato do quadro
Estrutura do Quadro Ethernet
FSD
FCS
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Formato do quadro
Preâmbulo
• É uma sequência de sincronização de temporização
Delimitador de Início de Quadro
• Sequência  10101011
• Marca o final da temporização
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Formato do quadro
Comprimento/Tipo
• Se menor que 1536 (0x600), então indica
o comprimento (nº de Bytes)
• Senão, indica o tipo de protocolo à camada superior
Dados
• Em Ethernet não ultrapassa 1500 Octetos
• É necessário um enchimento mínimo de 64 Octetos
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Formato do quadro
Media Access Control (MAC)
• Determinístico (revezamento)  Token Ring e FDDI
• Não determinístico (primeiro a chegar, primeiro a usar)  Ethernet
Ethernet utiliza CSMA/CD
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CSMA/CD
Funções do CSMA/CD
• Transmitir e receber quadros de dados
• Decodificar quadros de dados e verificar se os
endereços são válidos, antes de passá-los às camadas
superiores do modelo OSI
• Detectar erros dentro dos quadros de dados ou na rede
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CSMA/CD
Funções do CSMA/CD
Nó
1º  escuta antes de transmitir para verificar se não está ocupado
NÃO  transmite e
escuta para verificar se
tem ouro nó tentando
transmitir também
SIM  aguarda um
tempo aleatório antes de
tentar novamente
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CSMA/CD
Funções do CSMA/CD
Aumento da Voltagem
Todos os nós detectam a colisão e
todos recuam (backoff) por um
tempo aleatório. Em seguida,
tentam se comunicar novamente.
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Tipos de colisão
Tempo de bit
Tempo de cada bit
Atraso  o sinal elétrico demora um pouco para chegar ao outro lado
Latência  é o retardo que ocorre entre ida e volta. Ou ainda, tempo
decorrido de uma atividade e sua conclusão
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Tipos de colisão
Tempo de bit
Half Duplex  ou envia ou recebe, nunca ao mesmo tempo. Envia 64
bits de informação para sincronização de temporização
Full Duplex  envia e recebe ao mesmo tempo. Não ocorre colisão e
portanto não utiliza o “tempo de espera”
Comunicação Assíncrona (10 Mbps ou menos)  utiliza
sincronização de temporização.
Comunicação Síncrona (100 Mbps ou mais)  não são utilizadas as
informações de sincronização de temporização (8 octetos). Mas o
preâmbulo de delimitador de inicio de Quadro permanecem por
questões de compatibilidade.
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Tipos de colisão
Caracterização de colisão
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Tipos de colisão
Slot-time
Uma transmissão não pode ser menor que 1 slot time. Ou seja,
trafegar menos bits no tempo adequado
Quando ocorre colisões, envia-se um jam signal de 32 bits
Por que se exige um tamanho mínimo de dados em quadro?
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Tipos de colisão
Espaçamento de Quadro
O espaçamento entre quadros é necessário para que outros Hosts
também possam utilizar o meio
Se a camada MAC for incapaz de enviar o quadro após 16
tentativas, ela desiste e gera um erro para a camada de rede
Quadros parcialmente transmitidos, que foram afetados por
colisão, são conhecidos como “runts”, ou fragmento de colisão
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Tipos de colisão
Colisão Simples  colisão que foi detectada, mas
que na próxima tentativa foi transmitida com êxito
Colisão Múltipla  um mesmo quadro colidiu
repetidamente até ser transmitido com êxito
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Tipos de colisão
Cabo coaxial  a colisão gera sobretensão, identificada pelas interfaces de rede.
Cabo Par-Trançado (half-duplex)  quando um sinal é transmitido por um par, o outro não deve
receber sinal. Se receber, então é uma Colisão
Quadro de Tamanho inválido
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Tipos de erros
Principais origens de erros Ethernet:
• Runt  transmissão simultânea antes que tenha ocorrido o slot time
• Colisão tardia  transmissão simultânea após ter decorrido o slot time
• Jabber  transmissão excessiva (longa)
• Short Frame  transmissão curta
• Erro de FCS  transmissão corrompida
Colisões locais e remotas são consideradas normais.
Colisões tardias são consideradas erros.
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Tipos de erros
Erros de FCS
O Checksum calculado pelo Host transmissor é diferente do Checksum
calculado pelo recepetor
Muitos erros de FCS em um mesmo Host indica placa de rede defeituosa,
ou driver corrompido ou cabo defeituoso
Quando há muitos erros em vários Hosts indica que o cabeamento pode
estar defeituoso, ou versões erradas de driver ou um defeito de porta de
Hub
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Autogenociação
Processo de negociação entre interfaces 10, 100 e 1000 (half ou
duplex) em par-trançado
Em Interface 10BaseT, cada estação emite um Pulso a cada 16
milisegundos, enquanto não estivesse ocupada por uma
mensagem. Isto foi chamado de NLP (Normal Link Pulse)
Um avanço do NLP é chamado de rajada de FLP (Fast Link
Pulse) Aproveitasse o NLP por questão de compatibilidade
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Autogenociação
Estes pulsos são sinais que são interpretados pela interfaces
para saberem e negociarem a velocidade
Se um dos parceiros não emitir a mesma rajada, então significa
que trabalham em velocidades diferentes
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Autogenociação
• Se for obtido um link através de detecção paralela (outro par),
caracteriza-se como Half-Duplex
• O Full-Duplex pode ser obtido por uma Autonegociação completa ou
forçosamente
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