Redes de Computadores - ipb.ptljorge/redes0203/teorica6.pdf · Token Ring - Topologia! Acesso ao meio! Mecanismo de prioridades A D C B Anel Unidireccional Interface com o anel Estação

Redes de Computadores

Tecnologias de Redes de Área Local

Redes de Computadores - 02/03 Luísa Jorge2

Tecnologias de redes locais

! Arquitecturas específicas para redes locais– abrange os dois níveis inferiores do modelo OSI

! Normalizadas:– IEEE– ISO

Definição de LANsModelo OSI

FDDIDQDBToken RingToken BusEthernet

Camada física

ISO 9314 ANSI x3T9.5IEEE 802.6ISO 8802-5

IEEE 802.5ISO 8802-4 IEEE 802.4

ISO 8802-3 IEEE 802.3

Subcamada MAC

ISO 8802-2/IEEE 8002.2Subcamada LLCCamada de ligação de

dados {


Tecnologias de Redes Locais

! Ethernet! Token bus! Token ring! FDDI! Redes Locais sem Fios



! Controlo de acesso ao meio físico – técnicas mais usadas– CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with

Collision Detection)– Passagem do testemunho


CSMA/CD

– Aguardar que o meio físico esteja livre– Eficiente em redes com carga relativamente

baixa– Limitações:

1. Comprimento máximo dos segmentos2. Número máximo de segmentos3. Tamanho mínimo das unidades de dados

– É a mais usada nas redes locais


Passagem do testemunho

! É transmitido, de estação em estação, um quadro de controlo designado por testemunho

! As estações que pretendam transmitir têm que aguardar que o testemunho seja recebido

! Quando uma estação recebe o testemunho pode transmitir um determinado número de quadros ou então durante um determinado período de tempo


Passagem do testemunho

! Variantes:– Passagem de testemunho numa rede em anel

físico– Passagem de testemunho numa rede com

configuração física em bus e configuração lógica em anel



! Controlo de acesso múltiplo – outras técnicas– Aloha puro

! As estações não verificam a actividade no meio físico antes de transmitirem, acesso livre sem controlo.

– Aloha ranhurado (melhoramento)! São definidos intervalos de tempo (slot time), as

estações só podem transmitir no início de cada intervalo de tempo. Continua com problemas pois podem estar várias estações à espera do início do slot time.


Ethernet

! O controlo do acesso ao meio físico e feito segundo a técnica CSMA/CD

! Inicialmente desenvolvida para redes com topologia em bus físico utilizando cabo coaxial

! Suporta actualmente uma grande variedade de meios físicos, a topologia também deixou de ser bus físico para passar a ser topologia física em estrela ou árvore

! O suporte de diferentes meios físicos e diferentes velocidades levou ao aparecimento de diversas variantes de Ethernet, genericamente designadas por x-Base-y


Configurações Ethernet a 10 Mbps

! 10 Base 5 – Topologia em bus– Comprimento máximo (sem repetidores) de 500

m– 4 repetidores no máximo– 100 máquinas por segmento, no máximo– Cabo coaxial com transceivers– Em desuso


Configurações Ethernet a 10 Mbps (2)

! 10 Base 2 – Topologia em bus– Comprimento máximo (sem repetidores) de 185 m– 4 repetidores no máximo– 30 máquinas por segmento, no máximo– Cabo coaxial com conectores BNC– Conectores BNC em T– Conectores T ligam directamente à NIC– Em desuso



! 10 Base T – Topologia física em estrela– Comprimento máximo (sem repetidores) de 100 m– 4 repetidores no máximo– 1 máquinas por segmento, no máximo– Cabo UTP ou superior com conectores ISO 8877– Uso generalizado



! 10 Base FL – Topologia física em estrela– Comprimento máximo (sem repetidores) de 2000

m– 4 repetidores no máximo– 1 máquinas por segmento, no máximo– Cabo de fibra óptica com conectores ST– Uso em backbones e sistemas terminais



! 10 Base FB – Topologia física em estrela– Comprimento máximo (sem repetidores) de 2000

m– 14 repetidores no máximo– 1 máquinas por segmento, no máximo– Cabo de fibra óptica com conectores ST– Uso em backbones (em desuso)


Configurações Ethernet a 100 Mbps – FastEthernet

! Custo apenas duas vezes superior ao custo da Etherneta 10Mbps (aproximadamente)

! Capacidade de auto-negociação do débito a utilizar (10 ou 100) ou o funcionamento em full-duplex

! Tecnologia desenvolvida a par das soluções comutadas, que constituíram uma revolução da tecnologia das redes Ethernet

! As soluções comutadas, em full-duplex, eliminam o problema das colisões

! Topologia em estrela ou em árvore



! 100 Base TX – Comprimento máximo (sem repetidores) de 100 m– 1 repetidores no máximo– 1 máquinas por segmento, no máximo– Cabo UTP Cat. 5, 2 pares, com conectores ISO 8877– Suporte de full-duplex– Utilização crescente



! 100 Base T4 – Comprimento máximo (sem repetidores) de 100 m– 1 repetidores no máximo– 1 máquinas por segmento, no máximo– Cabo UTP Cat. 3 ou superior, 4 pares, com conectores ISO

8877– Não suporta full-duplex– Utilização reduzida



! 100 Base FX – Comprimento máximo (sem repetidores) de 160 m– 1 repetidores no máximo– 1 máquinas por segmento, no máximo– Fibra óptica multimodo, com conectores ST ou SC– Suporte de full-duplex– Utilização crescente em backbone


Configurações Ethernet a 1 Gbps

! Custo bastante superior ao custo das tecnologias anteriores

! Compatibilidade com as tecnologias anteriores! Funcionamento em half-duplex e full-duplex, a 1 Gbps! Método de acesso continua ser ser CSMA/CD! Suporta um repetidor! Topologia em estrela ou em árvore


Configurações Ethernet a 1 Gbps (2)

! 1000 Base SX – Comprimento máximo (sem repetidores) de

! 220 m (fo 62.5 µm)! 550 m (fo 50 µm)

– 1 repetidores no máximo– 1 máquinas por segmento, no máximo– Fibra óptica multimodo, com conectores SC– Suporte de half/full-duplex– Utilização emergente em backbones curtos



! 1000 Base LX – Comprimento máximo (sem repetidores) de

! 550 m (fo mult.)! 5 Km (fo mono.)

– 1 repetidores no máximo– 1 máquinas por segmento, no máximo– Fibra óptica multimodo ou monomodo, com conectores SC– Suporte de half/full-duplex– Utilização emergente em backbones de edifício ou de

campus



! 1000 Base CX – Comprimento máximo (sem repetidores) de 100 m– 1 repetidores no máximo– 1 máquinas por segmento, no máximo– Cabo UTP Cat. 5, quatro pares, com conectores ISO 8877– Suporte de half-duplex– Exige codificação e tecnologias complexas



! 1000 Base CX – Comprimento máximo (sem repetidores) de 25 m– 1 repetidores no máximo– 1 máquinas por segmento, no máximo– Cabo STP– Suporte de half/full-duplex


Token Bus

! Topologia física em bus! Controlo de acesso ao meio físico por

passagem do testemunho4 níveis de prioridade

! Tecnologia com pouca implantação


Token Ring (IEEE 802.5)

! Topologia física e lógica em anel! Meios de transmissão

– Cabo de par entrançado e fibra óptica! Controlo de acesso ao meio físico por passagem de

testemunho– Suporte para um esquema de prioridades

! Taxas de transmissão de 4, 16 ou 100 Mbps! Custo bastante superior à tecnologia Ethernet


Token Ring - Topologia

! Acesso ao meio! Mecanismo de prioridades

A

D

C

B

AnelUnidireccional

Interfacecom o anel

Estação


Token Ring - Resumo

! O testemunho circula no anel até uma estação querer transmitir

! Antes de uma estação começar a transmitir retira o testemunho do anel

! Uma estação ao enviar um quadro para o anel ele será repetido por todas as estações

! Quando o quadro chega à estação destino copia-o e repete-o para a estação seguinte

! O quadro circula até à estação que o inseriu sendo retirado por esta


Token Ring – Resumo (2)

! Quando uma estação quer transmitir um quadro com prioridade N deve esperar até que a prioridade do testemunho seja inferior ou igual a N

! Quando estão a ser transmitidos dados por uma qualquer estação, outra estação que queira transmitir pode tentarreservar o testemunho escrevendo a prioridade do quadro que tem para transmitir no campo Reservation

! A reserva não será aceite se outra prioridade superior tiver sido solicitada

! Quando a estação que está a transmitir terminar restaura o testemunho com a prioridade presente no campo Reservation


FDDI (Fiber Distributed Data Interface)

! Funciona a 100Mbps! Tecnologia inicialmente vocacionada para backbone! Configuração em anel duplo (um funciona como

backup)! Método de controlo de acesso por passagem de

testemunho– Dois níveis de prioridade

! Distâncias até 100 Km, interligação de até 500 estações

! Meios de transmissão são a fibra óptica e os cabos de par entrançados


Redes locais sem fios

! Conhecidas por wireless LANs (WLANs)! Flexibilidade e escalabilidade! Mobilidade! Rapidez e facilidade de instalação! Custo reduzido! Utilização diversificada:

– Edifícios antigos– Eventos– Medicina– Backup de redes com fios


Redes s/ fios – opções tecnológicas

! Transmissão em banda estreita ! Transmissão em Spread Spectrum

– Larguras de banda elevadas– Distâncias inferiores a 3 Km (não limitado ao

interior do edifício)! Transmissão por infravermelhos

– Dentro de edifícios– Linha de vista entre o emissor e e receptor ou por

reflexão


Redes s/ fios – Configurações

! Célula única (ad hoc)– não requer a utilização de infra-estrutura de comunicação

! Configuração em infra-estrutura


Redes s/ fios – Normalização

! Tecnologias proprietárias! Norma 802.11 para débitos de 1 ou 2 Mbps

– Acesso ao meio CSMA/CA (Collision Avoidance), utiliza um mecanismo do tipo Request-to-send /Clear-to-send

! A norma para wireless original era IEEE 802.11– Diversas variações

! 802.11b! 802.11a! 802.11g


Comparação das diversas normas 802.11x

! 802.11– Norma original, fornece 1 a 2 Mbps, usa banda de 2.4GHz, e frequency

hopping spread spectrum (FHSS) ou direct sequence spread spectrum(DSSS).

! 802.11b – Também conhecida como 802.11 High Rate ou Wi-Fi– Extensão que fornece capacidades até 11 Mbps (pode degradar a 5.5, 2

ou 1 Mbps) na banda 2.4 GHz. Usa apenas DSSS. 802.11b foi a ratificação de 1999 da norma 802.11, e permite funcionalidades numa redesem fios semelhantes à da Ethernet.

! 802.11a – Extensão da norma original, fornece até 54 Mbps, usa banda de 5GHz, e

sistema de codificação orthogonal frequency division multiplexing (OFDM). ! 802.11g

– Extensão mais recente, permite 20 ou mais Mbps na banda de 2.4 GHz (até 54Mbps). Pode ser compatível com 802.11b


Rede de área pessoal (Personal AreaNetwork)

Utilização de tecnologias de comunicação sem fios para

interligar computadores, periféricos e telefones

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