Prof. Welton Dias de LimaEspecialista em Gesto de Tecnologia de Redes e Segurana da InformaoCCNA, CNAP, ItilV2 e CNE.Disciplina: Fundamentos de Redes (Redes I)Curso: BSI

124Camada de Enlace

Este captulo introduz as funes gerais da camada de enlace e os protocolos a ela associados. .

AULA 06

A Camada de Enlace fornece um meio para troca de dados sobre um meio local comum.

A Camada de Enlace realiza dois servios bsicos:

- Permite s camadas superiores acessarem o meio usando tcnicas como enquadramento- Controla como o dado colocado sobre o meio e recebido do meio usando tcnicas como o controle de acesso ao meio e deteco de erros.Conexo para as Camadas Superiores

Observe na figura que cada link entre os dispositivos usa um meio diferente. Entre o PC e o roteador pode estar um link Ethernet. Os roteadores so conectados atravs de link de satlite e o laptop conectado atravs de um link de rede sem fio at o ltimo roteador. Neste exemplo, medida que um pacote IP viaja do PC ao laptop, ele ser encapsulado em um quadro Ethernet, desencapsulado, processado e ento encapsulado em um novo quadro para atravessar o link de satlite. Para o link final, o pacote usar um quadro de enlace de dados de rede sem fio do roteador ao laptop.Em qualquer troca de pacotes da camada de Rede, podem haver numerosas transies da Camadas de Enlace. Em cada salto ao longo do caminho, um dispositivo intermedirio - geralmente um roteador - aceita quadros de um meio, desencapsula o quadro e ento encaminha o pacote em um novo e apropriado quadro ao meio daquele segmento de rede fsica. Conexo para as Camadas Superiores

Cada ambiente de rede que se depara com pacotes medida que eles viajam de um host local a um host remoto pode ter diferentes caractersticas. Por exemplo, um ambiente de rede pode consistir de muitos hosts disputando o acesso ao meio de rede em uma base ad hoc. Um outro ambiente de rede pode consistir de uma conexo direta entre somente dois dispositivos sobre os quais o fluxo de dados ocorre sequencialmente como bits de uma maneira ordenada. Controle de Transferncia atravs do meio local

O quadro da Camada de Enlace inclui:

Dados - O pacote da camada de RedeCabealho - Contm a informao de controle, como endereamento, e localizado no incio da PDU.Trailer - Contm a informao de controle adicionada ao final da PDUA descrio de um quadro o elemento principal de cada protoloco da camada de Enlace. Os protolocos da camada de Enlace exigem informao de controle para possibilitar o funcionamento dos protocolos. A informao de controle pode mostrar:

- Quais ns esto em comunicao- Quando a comunicao entre ns individuais comea e quando ela termina- Quais erros ocorreram enquanto os ns se comunicavam- Quais os prximos ns que se comunicaroA Criao de um quadro

Formatando dados para transmissoQuando o dado viaja sobre o meio, ele convertido em um fluxo de bits, que podem ser 1 ou 0. Se um n est recebendo longos fluxos de bits, como ele faz para determinar onde um quadro inicia e pra, ou quais bits representam o endereo? Campos de controleUm campo de dado - O quadro de payload (Pacote da camada de Rede)A Criao de um quadroO campo incio do quadro informa os outros dispositivos da rede que um quadro est sendo transportado no meio.O campo endereamento armazena os endereos de enlace de dados de origem e destino.O campo tipo um campo opcional utilizado por alguns protocolos para determinar o tipo de dados recebidos ou o comprimento do quadro.A sequncia de verificao de quadro usada para verificao de erros. A origem calcula um nmero baseado nos dados do quadro e posiciona esse nmero no campo FCS.O campo Fim do Quadro um campo opcional que usado quando o tamanho do quadro no est especificado no campo Tipo. Ele indica o final do campo quando transmitido.

Protocolo Ethernet

A Camada de Enlace existe como uma camada que conecta os processos de software das camadas acima dela e da camada Fsica, abaixo dela. Como tal, ela prepara os pacotes da camada de Rede para a transmisso atravs de alguma forma de meio fsico, seja ele cobre, fibra, ou atmosfera. Conexo de Servios da Camada Superior ao Meio

A subcamada LLC coloca uma informao no quadro que identifica qual protocolo da camada de rede est sendo usado. Esta informao permite que mltiplos protocolos da camada 3, como o IP e o IPX, utilizem a mesma interface e meio de rede. A subcamada MAC fornece o endereamento da camada de enlace e delimitao de dados de acordo com as exigncias de sinalizao fsica do meio e do tipo de protocolo da camada de Enlace em uso. A separao da camada de enlace em sub-camadas permite que um tipo de quadro definido pela camada superior acesse diferentes tipos de meio definidos pela camada inferior. Esse o caso em muitas tecnologias LAN, incluindo a Ethernet.Camada de Enlace - Padres

Os protocolos e servios da Camada de Enlace so descritos em organizaes de engenharia (como o IEEE, ANSI e ITU) e empresas de comunicaes. As organizaes de engenharia estabelecem padres e protocolos pblicos e abertos. As empresas de comunicaes podem estabelecer e usar protocolos proprietrios para aproveitar os novos avanos em tecnologia e oportunidades de mercado.Procedimento de Controle de Comunicao de Dados PromovidoCamada de Enlace - Padres

Em uma rede TCP/IP, todos os protocolos da camada 2 do modelo OSI trabalham com o IP na Camada 3. No entanto, o protocolo da camada 2 realmente usado depende da topologia lgica de rede e da implementao da Camada Fsica. Dada a ampla gama de meio fsico usado atravs da gama de topologias em redes de comunicao, existe um alto nmero de protocolos da camada 2 em uso.

Os protocolos da camada de enlace:

Ethernet Point-to-Point Protocol (PPP)High-Level Data Link Control (HDLC)Frame Relay Asynchronous Transfer Mode (ATM)Protocolos da Camada de EnlacePPPHDLCFrameRelayEthernetWireless

Existem dois mtodos bsicos de controle de acesso ao meio paro meio compartilhado.

Controlado - Cada n tem seu prprio tempo para usar o meio.Baseados em Conteno - Todos os ns competem pelo uso do meioControle de Acesso ao Meio para Meios Compartilhados

A topologia de rede a combinao ou relacionamento dos dispositivos de rede e as interconexes entre eles. Topologias de rede podem ser examinadas no nvel fsico e no nvel lgico.As topologias lgica e fsica tipicamente usadas em redes so:

Ponto-a-PontoMulti-AcessoAnelA topologia fsica a combinao dos ns e as conexes fisicas entre eles. A representao de como o meio usado para interconectar os dispositivos a topologia fsica.A topologia lgica o modo que uma rede transfere quadros de um n para outro. Esta combinao consiste de conexes virtuais entre os ns de uma rede independentemente de sua disposio fsica.

Em conexes ponto-a-ponto, a Camada de Enlace tem que considerar se a comunicao half-duplex ou full-duplex.

Uma topologia ponto-a-ponto conecta dois ns diretamente, como mostrado na figura. Em redes de dados com topologias ponto-a-ponto, o protocolo de controle de acesso ao meio pode ser muito simples. Todos os quadros no meio podem viajar apenas para ou de dois ns. Os quadros so colocados no meio atravs do n em uma extremidade e removidos do meio pelo n na outra extremidade do circuito ponto-a-ponto.

Em redes ponto-a-ponto, se o dado pode somente fluir em uma direo por vez, ele est operando como um link half-duplex. Se o dado pode fluir com sucesso atravs do link de cada n simultaneamente, ele um link full-duplex.Topologia Ponto a Ponto

Uma topologia multi-acesso habilita um nmero de ns a se comunicarem pelo uso do mesmo meio compartilhado. Os dados de apenas um n podem ser colocados no meio a qualquer momento. Todo n verifica todos os quadros que esto no meio, mas somente o n ao qual o quadro est endereado processa os contedos do quadro.

Ter muitos ns compartilhando o acesso ao meio exige um mtodo de controle de acesso de enlace de dados para regular a transmisso de dados e, por meio disso, reduzir as colises entre sinais diferentes.

Os mtodos de controle de acesso ao meio usados pelas topologias lgicas de multi-acesso so tipicamente o CSMA/CD ou CSMA/CA. Contudo, mtodos de passagem de token tambm podem ser usados.Topologia Multi-Acesso

Topologia AnelEm uma topologia em anel lgico, cada n, um aps o outro, recebe um quadro. Se o quadro no endereado ao n, o quadro passado para o prximo n. Isso permite ao anel usar uma tcnica de controle de acesso ao meio chamada de passagem de token.Topologia Anel

A Camada de Enlace do modelo OSI prepara os pacotes da camada de Rede para serem posicionados no meio fsico que transporta os dados.

A ampla gama de meios de comunicao de dados exige, de modo correspondente, uma ampla gama de protocolos de Enlace de Dados para controle do acesso a dados para esses meios.

O acesso ao meio pode ser ordenado e controlado ou pode ser baseado em conteno. A topologia lgica e meio fsico ajudam a determinar o mtodo de acesso ao meio.

A camada de Enlace prepara os dados para serem posicionados no meio atravs do encapsulamento do pacote da camada 3 em um quadro.

Um quadro tem campos de cabealho e trailer que incluem os endereos de origem e destino de enlace de dados, QoS, tipo de protocolo e valores de Sequncia de Verificao do Quadro.RESUMO