Endereos fsicos e ARP Endereo IP usado para

Endereços físicos e ARP Ø Endereço IP: usado para levar o pacote à rede destino Ø Endereço físico (ou MAC): usado para levar o pacote até o cartão de interface de rede local (cartão de adaptador) da estação de destino na rede local Ø Endereço MAC de 48 bits (para a maioria das redes); queimado na ROM do adaptador 5: Camada de Enlace 5 b-1

Sumário de protocolos MAC Ø O que se pode fazer com um meio compartilhado? ü Particionamento do canal, por tempo, freqüência ou código • TDMA, FDMA, CDMA, WDMA (wave division) ü Particionamento aleatório (dinâmico), • ALOHA, S-ALOHA, CSMA/CD ü Revezamento • polling de um nó central, passagem de ficha de permissão Ø Para satélites, é difícil detectar se o canal está ocupado (se o canal está transportando um sinal): ALOHA Ø Em rede locais, detecção da portadora é mais fácil, (mas não é perfeita): CSMA Ø Melhor se existe Detecção de Colisões (CSMA/CD) Ø 802. 3 (Ethernet) é CSMA/CD 5: Camada de Enlace 5 b-2

Endereço físico (cont) Ø Alocação de endereços MAC administrada pelo IEEE Ø Um fabricante compra uma parte do espaço de endereços (para garantir unicidade) Ø Analogia: (a) endereço MAC: como número do CPF (b) endereço IP: como endereço postal Ø endereço MAC sem estrutura (flat)=> portabilidade Ø endereço IP hierárquico NÃO é portátil (requer IP móvel) Ø endereço MAC de difusão (broadcast): 1111…………. 1111 5: Camada de Enlace 5 b-3

ARP: Address Resolution Protocol Ø Cada nó IP (Estação, Roteador) na rede local possui módulo e Tabela ARP Ø Tabela ARP (cache): mapeamento entre endereços IP/MAC para alguns nós na rede local < endereço IP; endereço MAC; TTL> < ……………. . > Ø TTL (Time To Live): temporizador, tipicamente alguns poucos minutos (<5) 5: Camada de Enlace 5 b-4

ARP (cont) Ø Nó A quer enviar pacote para endereço IP de destino XYZ na Ø Ø Ø mesma rede local Nó de origem primeiro verifica se sua própria Tabela ARP contém o endereço IP XYZ Se XYZ não estiver na Tabela ARP, o módulo ARP difunde pacote ARP: < XYZ, MAC (? ) > TODOS nós na rede local aceitam e inspecionam o pacote ARP Nó XYZ responde ao nó A com pacote ARP unicast (ponto a ponto) informando seu próprio endereço MAC : < XYZ, MAC (XYZ) > Endereço MAC de XYZ guardado na Tabela ARP 5: Camada de Enlace 5 b-5

Roteando um pacote para outra rede local Ø Por exemplo, rotear pacote do endereço IP de origem <111. 111> ao endereço de destino <222. 222> Ø Na tabela de rotas na origem, encontra roteador 111. 110 Ø Na tabela ARP na origem, tira endereço MAC E 6 -E 9 -00 -17 -BB-4 B, etc 5: Camada de Enlace 5 b-6

Ethernet Ø Muitíssimo difundida porque: ü Muito barata! R$30 para 100 Mbps! ü A mais antiga das tecnologias de rede local ü Mais simples e menos cara que redes usando ficha ou ATM ü Acompanhou o aumento de velocidade: 10, 1000 Mbps ü Muitas tecnologias E-net (cabo, fibra, etc). Mas todas compartilham características comuns 5: Camada de Enlace 5 b-7

Estrutura de Quadro Ethernet Ø Adaptador remetente encapsula datagrama IP (ou pacote de outro protocolo da camada de rede) num Quadro Ethernet que contém campos de Preâmbulo, Cabeçalho, Dados e CRC Ø Preâmbulo: 7 bytes com o padrão 1010 seguidos por um byte com o padrão 10101011; usado para sincronizar receptor ao relógio do remetente (relógios nunca são exatos, é muito provável que exista algum desvio entre eles) 5: Camada de Enlace 5 b-8

Estrutura de Quadro Ethernet (cont) Ø Cabeçalho contém Endereços de Destino e Origem e um campo Tipo Ø Endereços: 6 bytes, o quadro é recebido por todos adaptadores numa rede local e descartado se não casar o endereço de destino com o do receptor Ø Tipo: indica o protocolo da camada superior, usualmente IP, mas existe suporte para outros (tais como IPX da Novell e Apple. Talk) Ø CRC: verificado pelo receptor: se for detectado um erro, o quadro será descartado 5: Camada de Enlace 5 b-9

Codificação Manchester de Banda Básica Ø Banda básica significa que não se usa modulação de portador; ao invés disto, bits são codificados usando codificação Manchester e transmitidos diretamente, modificando a voltagem de sinal de corrente contínuo Ø Codificação Manchester garante que ocorra uma transição de voltagem a cada intervalo de bit, ajudando sincronização entre relógios do remetente e receptor 5: Camada de Enlace 5 b-10

CSMA/CD A: escuta canal, se ocioso então { transmite e monitora o canal; se detectou outra transmissão então { aborta e envia sinal de “jam”; atualiza número de colisões; retarda de acordo com o algoritmo de retardamento exponencial; vai para A } senão {terminado este quadro; zera número de colisões} } senão {espera o final da transmissão atual e vai para A} 5: Camada de Enlace 5 b-11

CSMA/CD (cont) Ø Sinal “Jam” : para garantir que todos os outros transmissores tomem conhecimento da colisão; 48 bits; Ø Retardamento Exponencial: ü Meta é adaptar a taxa oferecida por transmissores à estimativa da carga atual (ié. retardar quando carga pesada) ü Depois da primeira colisão, escolhe K de {0, 1}; retardo é (K x 512 BTT) [1 BTT = tempo para transmitir 1 bit] ü Depois da segunda colisão escolhe K de {0, 1, 2, 3}… ü Depois de dez ou mais colisões, escolhe K de {0, 1, 2, 3, 4, …, 1023} 5: Camada de Enlace 5 b-12

CSMA/CD (more) Ø Nota-se que neste esquema um quadro novo tem uma chance de sucesso na primeira tentativa, mesmo com tráfego pesado Ø Eficiência Ethernet: com tráfego pesado e número grande de nós: Ø (Isto ajuda? ) 5: Camada de Enlace 5 b-13

Tecnologias Ethernet: 10 Base 2 Ø 10=>10 Mbps; 2=> comprimento máximo de segmento de menos de 200 metros; também chamada de “Cheapernet” Ø Utiliza cabo coaxial fino (4 mm) em topologia de barramento Ø Repetidores são usados para interligar múltiplos segmentos (até 5 em qualquer caminho); um repetidor repete os bits escutados em uma interface para sua(s) outra(s) interface(s), ié, ele é apenas um dispositivo da camada física! 5: Camada de Enlace 5 b-14

10 Base. T e 100 Base. T Ø Taxas de transmissão de 100 Mbps; este último é chamado de “fast ethernet” Ø T significa Par Trançado Ø Usa concentrador (“hub”) ao qual os nós estão ligados por cabos individuais de 2 pares trançados, mostrando, portanto uma “topologia em estrela” Ø CSMA/CD implementado no “hub” 5: Camada de Enlace 5 b-15

10 Base. T e 100 Base. T (cont) Ø Distância máxima do nó ao hub é de 100 metros Ø Hub pode desligar da rede um adaptador falho (“jabbering”); 10 Base 2 não funcionaria se um adaptador não pára de transmitir no cabo Ø Hub pode coletar informação e estatísticas de monitoramento para administradores da rede Ø 100 Base. T não usa codificação Manchester; usa 4 B 5 B para maior eficiência 5: Camada de Enlace 5 b-16

Gbit Ethernet Ø Usa formato do quadro Ethernet padrão Ø Admite enlaces ponto-a-ponto e canais de difusão compartilhados Ø Em modo compartilhado, usa-se CSMA/CD; para ser eficiente, as distâncias entre os nós devem ser curtas (poucos metros) Ø Os Hubs usados são chamados de Distribuidores com Buffers (“Buffered Distributors”) Ø Full-Duplex em 1 Gbps para enlaces ponto-a-ponto Ø Nota: o uso de enlaces ponto-a-ponto também foi estendido a 10 Base-T e 100 Base-T. 5: Camada de Enlace 5 b-17