FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Aula 7.pptx

Redes

1. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES AULA 6 : REDE DE ACESSO – CAMADA ENLACE

2. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Conteúdo Desta Aula FLUXO DE T R A NS M I S S Ã O 1 T O P O LO G I A FÍSICA 3 PRÓXIMOS PASSOS LINHAS DE C O M U NI C A Ç Ã O 2 MÉTODOS DE CONTROLE DE ACESSO 4 PROTOCOLOS DE CONTROLO DE ACESSO 5 AULA 6 : REDE DE ACESSO – CAMADA DE ENLACE

3. A forma de utilização do meio físico que conecta estações dá origem à seguinte classificação sobre comunicação no enlace: Simplex: Half-duplex: Full-duplex: Enlaces como os classificados serão utilizados pelas diferentes topologias que, por sua vez, irão variar de acordo com o tipo de rede utilizada. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Tipos de Fluxo de Transmissão AULA 6 : REDE DE ACESSO – CAMADA DE ENLACE

4. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Simplex O enlace é utilizado apenas em um dos dois possíveis sentidos de transmissão. Teclados, monitores, rádio e TV comerciais. AULA 6 : REDE DE ACESSO – CAMADA DE ENLACE

5. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Half-Duplex O enlace é utilizado nos dois possíveis sentidos de transmissão, porém apenas um por vez, como, por exemplo, rádios portáteis de comunicação, redes sem fio. AULA 6 : REDE DE ACESSO – CAMADA DE ENLACE

6. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Full-Duplex O enlace é utilizado nos dois possíveis sentidos de transmissão simultaneamente como, por exemplo, a telefonia fixa e celular, redes cabeadas com switch. AULA 6 : REDE DE ACESSO – CAMADA DE ENLACE

7. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Linhas de Comunicação Ligações físicas podem ser de dois tipos: Ligações ponto a ponto – apenas dois pontos de comunicação, um em cada extremidade. Ligações multiponto – três ou mais dispositivos com possibilidade de utilização do mesmo enlace. A comunicação entre dois módulos processadores (Equipamentos Terminais de Dados – ETDs ) pode ser realizada por: Comutação de circuitos; Comutação de pacotes; Comutação de mensagens. AULA 6 : REDE DE ACESSO – CAMADA DE ENLACE

8. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Comutação AULA 6 : REDE DE ACESSO – CAMADA DE ENLACE COMUTAÇÃO DE CIRCUITOS Caminho dedicado entre duas estações. Fases: Estabelecimento do circuito; Determinação e alocação de rota entre estações; Transferência de informação; Desconexão do circuito. COMUTAÇÃO DE PACOTES Tamanho da unidade de dados é limitada; Mensagens maiores são quebradas; Os pacotes de uma mesma mensagem podem estar em transmissão simultaneamente por diferentes enlaces; Datagrama ou Circuitos Virtuais. COMUTAÇÃO DE MENSAGENS Mensagem é encaminhada de acordo com o endereço; Em cada nó a mensagem inteira é recebida; Filas de espera em cada nó; Próximo caminho da rota é determinado com base no endereço; Store- and - Forward .

9. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Topologia AULA 6 : REDE DE ACESSO – CAMADA DE ENLACE A topologia de uma rede de comunicação refere-se à forma como os enlaces físicos e os nós de comunicação estão organizados; Topologia define a estrutura da rede; Existem duas partes na definição da topologia, a topologia física , que é o layout atual do fio (meio) e a topologia lógica , que define como os meios são acessados pelos hosts. Ao organizar os enlaces físicos em um sistema de comunicação, as linhas de transmissão podem ser utilizadas de diferentes maneiras.

10. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Topologias Físicas Barramento Computadores estão ligados linearmente através de um cabo único; Vantagens – Fácil de instalar e Fácil de entender; Desvantagens – Rede pode ficar lenta e Dificuldade para isolar problemas. AULA 6 : REDE DE ACESSO – CAMADA DE ENLACE

11. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Topologias Físicas Estrela Computadores ligados a um dispositivo central, responsável pelo controle de conexões; Vantagens – Monitoramento centralizado, Facilidade de adicionar novas máquinas e Facilidade de isolar falhas; Desvantagens – Maior quantidade de cabos, máquina central deve ser potente, sujeito à paralisação de rede caso a central tenha defeito. AULA 6 : REDE DE ACESSO – CAMADA DE ENLACE

12. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Topologias Físicas Anel Computadores ligados a um cabo, em que o último equipamento deverá se conectar ao primeiro, formando um anel; Vantagens – Pode atingir maiores distâncias, pois cada máquina repete e amplifica o sinal; Desvantagens – Problemas difíceis de isolar e se uma máquina falhar, a rede pode parar. AULA 6 : REDE DE ACESSO – CAMADA DE ENLACE

13. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Resumo Comparativo AULA 6 : REDE DE ACESSO – CAMADA DE ENLACE

14. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Camada de Enlace AULA 6 : REDE DE ACESSO – CAMADA DE ENLACE A camada de Enlace fornece serviços para suportar os processos de comunicação para cada meio sobre o qual o dado deve ser transmitido. A camada de enlace realiza dois serviços básicos: Permite às camadas superiores acessarem o meio usando técnicas como enquadramento; Controla como o dado é colocado sobre o meio e é recebido do meio usando técnicas como o controle de acesso ao meio e a detecção de erros.

15. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Métodos de Controle de Acesso – Topologia Lógica Acesso Controlado Os dispositivos de rede se alternam, em sequência, para acessar o meio. AULA 6 : REDE DE ACESSO – CAMADA DE ENLACE

16. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Métodos de Controle de Acesso – Topologia Lógica Acesso Baseado em Contenção Qualquer dispositivo tenta acessar o meio sempre que ele tem dados para enviar AULA 6 : REDE DE ACESSO – CAMADA DE ENLACE

17. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Protocolos de Controle de Acesso AULA 6 : REDE DE ACESSO – CAMADA DE ENLACE O CSMA é, geralmente, implementado em conjunto com um método para resolução a contenção do meio. Os dois métodos usados são: CSMA/CD (Collision Detection – Detecção de Colisão): Ethernet; CSMA/CA (Collision Avoidance – Prevenção de Colisão): 802.11 (Wi-Fi).

18. ETHERNET – ARQUITETURA

19. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Conteúdo Desta Aula HISTÓRICO DA ETHERNET 1 EN D ER E Ç O MAC 3 PRÓXIMOS PASSOS PADRÃO ET H ER N E T 2 TIPOS DE EN D ER E Ç A M E NT O 4 TRANSMISSÃO DE DADOS NA CAMADA DE ENLACE 5 AULA 6 : ETHERNET – ARQUITETURA

20. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Histórico do Padrão Ethernet A Ethernet foi primeira LAN do mundo, sua versão original foi criada por Robert Metcalfe e seus colegas da Xerox há mais de 30 anos. O primeiro padrão Ethernet foi publicado em 1980 por um consórcio da Digital Equipment Corporation, Intel e Xerox (DIX). Como Metcalfe queria que a Ethernet fosse um padrão compartilhado, com o qual todos pudessem se beneficiar ela foi lançada como um padrão aberto. Os primeiros produtos desenvolvidos no padrão Ethernet foram vendidos no início da década de 1980. AULA 6 : ETHERNET – ARQUITETURA

21. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Padrão Ethernet A Ethernet na Camada 1 envolve sinais, fluxos de bits que trafegam no meio, componentes físicos que colocam sinais no meio e várias topologias. A camada 1 da Ethernet desempenha um papel essencial na comunicação que ocorre entre os dispositivos, mas tem limitações que são corrigidas na camada de enlace. AULA 6 : ETHERNET – ARQUITETURA

22. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Encapsulamento de Dados E A p l i c a ç ã o T r a n s p o r t e R e d e F í s i ca Modelo TCP/IP Mensagem S e g m en t o P a c o t e Mensagem Cabeçalho de transporte CC a beça l ho AULA 6 : ETHERNET – ARQUITETURA de Quadro en l a ce Mensagem Cabeçalho de r ede Cabeçalho de transporte Mensagem Cabeçalho de r ede Cabeçalho de transporte C a ma d a s Encapsulamento

23. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Encapsulamento de Dados O Encapsulamento de dados fornece três funções principais: Delimitação de quadros; Endereçamento; Detecção de erros. AULA 6 : ETHERNET – ARQUITETURA

24. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Controle de Acesso ao Meio A Ethernet controla a colocação e a remoção de quadros do meio, isso inclui o início da transmissão de quadros e a recuperação de falha na transmissão devido a colisões. A topologia lógica subjacente da Ethernet é um barramento multiacesso. Isso significa que todos os nós (dispositivos) naquele segmento de rede compartilham o meio. Isso também significa que todos os nós naquele segmento recebem todos os quadros transmitidos por qualquer nó. AULA 6 : ETHERNET – ARQUITETURA

25. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Controle de Acesso ao Meio Como todos os nós recebem todos os quadros, cada nó precisa determinar se um quadro deve ser aceito e processado por tal nó. Isso exige um exame do endereçamento no quadro fornecido pelo endereço MAC. O método de controle de acesso ao meio para a Ethernet clássica é o Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD). AULA 6 : ETHERNET – ARQUITETURA

26. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Endereçamento na Camada de Enlace Na camada de enlace, não é o nó (roteadores e computadores) que possui um endereço de camada de enlace e sim o adaptador do nó (Placa de Rede). AULA 6 : ETHERNET – ARQUITETURA

27. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Endereços MAC O endereço MAC tem 6 bytes de comprimento, expressos em notação hexadecimal, em que cada byte é expresso como um par de números hexadecimais. Não podem existir dois adaptadores com o mesmo endereço MAC. O IEEE gerencia este espaço físico de endereços MAC. Para a empresa fabricar adaptadores basta comprar, por uma taxa nominal, uma parcela do espaço de endereços que consiste em 224 endereços. Exemplo: 08 – 00 – 27 – 00 – 9C – 6E Fabricante Serial da Placa AULA 6 : ETHERNET – ARQUITETURA

28. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Tipos de Endereçamento AULA 6 : ETHERNET – ARQUITETURA Broadcast : neste tipo de endereçamento, o quadro é enviado para todos os nós do segmento de rede. Uma analogia seria uma pessoa falando em voz alto para todos os presentes ouvirem. O endereço MAC de broadcast é FF:FF:FF:FF:FF:FF

29. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Tipos de Endereçamento AULA 6 : ETHERNET – ARQUITETURA Multicast : neste tipo de endereçamento, o quadro é enviado para um grupo de nós do segmento de rede. Uma analogia seria os e-mails enviados para um grupo.

30. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Tipos de Endereçamento AULA 6 : ETHERNET – ARQUITETURA Unicast : neste tipo de endereçamento, o quadro é enviado para um nó específico. Seria o equivalente a você ligar para falar com uma pessoa ao telefone.

31. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Exemplo de Transmissão ti r a d o Vamos supor que o computador à direita deseja mandar um pacote para o servidor de impressão AULA 6 : ETHERNET – ARQUITETURA

32. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Exemplo de Transmissão ti r a d o O pacote de dados descerá pelas várias camadas e, ao atingir a camada 2, será colocado no quadro o endereço de origem (02608c036592) e o endereço do destinatário.(02608c428197). AULA 6 : ETHERNET – ARQUITETURA

33. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Exemplo de Transmissão ti r a d o O pacote é, então, transmitido segundo as normas da camada 1. Todo os computadores têm acesso ao pacote e ao recebê-lo verificam se o mesmo é endereçado a ele. Na figura, podemos observar que o computador do meio (endereço MAC 02608c741965) compara seu endereço com o endereço do destinatário.(02608c428197). Como não são iguais ele despreza o pacote. AULA 6 : ETHERNET – ARQUITETURA

34. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Exemplo de Transmissão ti r a d o O pacote continua seu percurso no cabo e atinge o servidor de impressão. A placa de rede do servidor compara seu endereço MAC com o endereço do destinatário.(02608c428197). Como são iguais, ela copia o pacote e inicia o processo de desencapsulamento. AULA 6 : ETHERNET – ARQUITETURA

35. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Exemplo de Transmissão ti r a d o O pacote, então, sobe pelas camadas do modelo OSI, sendo desencapsulado. Ao atingir a camada de aplicação temos os dados recuperados e o servidor de impressão pode, então, encaminhar o documento para a impressora. AULA 6 : ETHERNET – ARQUITETURA

36. ETHERNET – CSMA/CD E ARP

37. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Conteúdo Desta Aula C O L I S Ã O 1 MAC E IP 3 PRÓXIMOS PASSOS C S MA/ C D 2 RESOLUÇÃO DE ENDEREÇOS 4 PROTOCOLO ARP 5 AULA 6 : CSMA/CD E ARP

38. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Colisão Evento que ocorre nas redes , quando dois computadores , em um meio Half-Duplex como o proporcionado pelo HUB, tentam enviar informações no mesmo instante. A colisão provoca a destruição do pacote transmitido. AULA 6 : CSMA/CD E ARP

39. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Colisão Em um meio Full-Duplex, com em uma rede com um Switch a colisão não ocorre. AULA 6 : CSMA/CD E ARP

40. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Domínio de Colisão Os dispositivos conectados que acessam um meio físico compartilhado por meio de um hub, ou uma série de hubs diretamente conectados, compõem o que chamamos de domínio de colisão. O domínio de colisão também é conhecido como segmento de rede, sendo composto por todos os nós que são afetados por uma colisão. Os hubs e repetidores contribuem para o aumento do tamanho do domínio de colisão. AULA 6 : CSMA/CD E ARP

41. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES CSMA / Carrier Sense Multiple Access AULA 6 : CSMA/CD E ARP CS ( Carrier Sense ) Capacidade de identificar se está ocorrendo transmissão através da detecção de alguma portadora no canal. MA ( Multiple Access ) Capacidade de operar num canal com múltiplos nós; O CSMA/CD não gera nenhum tipo de prioridade; Pode ocorrer de duas placas tentarem transmitir dados ao mesmo tempo; Quando há uma colisão os frames no canal ficam inutilizados. CD ( Collision Detection ) É responsável por identificar colisões na rede.

42. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES CSMA/CD A parte CSMA do método determina que, quando uma estação deseja transmitir uma mensagem, ela “escuta” o canal. Se ele estiver livre, ela poderá transmitir. Se estiver ocupado, ela deverá esperar até que o meio esteja livre. AULA 6 : CSMA/CD E ARP

43. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES CSMA/CD Esta regra diminui as colisões, mas não as impede, já que duas estações podem perceber o canal como livre ao mesmo tempo e realizar a transmissão. Isso provocará uma colisão. AULA 6 : CSMA/CD E ARP

44. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES CSMA/CD Detectada a colisão, a estação esperará por um tempo aleatório para tentar a retransmissão. AULA 6 : CSMA/CD E ARP

45. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES CSMA/CD A parte CD do método estabelece que a detecção de colisão é realizada durante a transmissão. Ao transmitir, uma estação fica o tempo todo escutando o meio e, notando uma colisão, aborta a transmissão. AULA 6 : CSMA/CD E ARP

46. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES MAC e IP Há dois endereços principais atribuídos a um dispositivo de host: Endereço físico (o endereço MAC); Endereço lógico (o endereço IP). O nome de uma pessoa geralmente não muda. O endereço de uma pessoa, por outro lado, refere-se ao local onde mora e pode ser alterado. Assim como o nome de uma pessoa, o endereço MAC de um host não muda, ele é atribuído fisicamente à placa de rede do host e é conhecido como endereço físico. O endereço físico permanece o mesmo, independentemente de onde o host está colocado. AULA 6 : CSMA/CD E ARP

47. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Resolução de Endereços Os endereços de protocolo IP são abstrações fornecidas pelo software. O Hw da rede física não sabe como localizar um host a partir de seu endereço IP. O endereço IP do próximo host deve ser traduzido para um endereço físico equivalente antes do pacote ser enviado. O mapeamento entre um endereço IP e um endereço físico é chamado de resolução de endereço . AULA 6 : CSMA/CD E ARP

48. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES ARP ( Address Resolution Protocol ) Faz o mapeamento entre Endereço IP e Endereço Intrarrede: Mapeamento de endereços IP em endereços MAC Ethernet, Token-Ring, FDDI, ATM etc. Efetuado por meio de uma tabela ARP em cada máquina que é construída dinamicamente. É um protocolo que faz a interface entre a camada Inter -rede e a camada Intrar rede. Aplicação TCP/UDP IP Interface de Adaptação Protocolo Intrarrede AULA 6 : CSMA/CD E ARP

49. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES ARP ( Address Resolution Protocol ) O protocolo ARP compara o endereço IP de todos os datagramas enviados na ARP Cache. Se ele for encontrado, o endereço MAC é copiado da cache. Se não, um pacote ARP Request é enviado em broadcast para sub-rede . - Se o destinatário final for um endereço IP externo, o ARP resolve o endereço para o roteador ao invés do destinatário final. ARP Cache endereço IP endereço MAC tipo 200.17.98.217 00-60-08-16-85-B3 dinâmico 10.17.98.30 00-60-08-16-85-ca dinâmico AULA 6 : CSMA/CD E ARP

50. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES ARP (Address Resolution Protocol) Protocolo I n t r a r r e d e TCP/UDP Aplicação IP 200.18.171.1 OD.OA.12.07.48.05 200.18.171.3 Protocolo Intrarrede TCP/UDP Aplicação IP 200.18.171.4 1F.6D.45.09.11.77 AULA 6 : CSMA/CD E ARP

51. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES ARP (Address Resolution Protocol) Protocolo I n t r a r r e d e TCP/UDP Aplicação IP 200.18.171.1 OD.OA.12.07.48.05 200.18.171.3 Protocolo Intrarrede TCP/UDP Aplicação IP 200.18.171.4 1F.6D.45.09.11.77 AULA 6 : CSMA/CD E ARP

52. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES ARP ( Address Resolution Protocol ) Protocolo I n t r a r r e d e TCP/UDP Aplicação IP 200.18.171.1 OD.OA.12.07.48.05 200.18.171.3 Protocolo Intrarrede TCP/UDP Aplicação IP 200.18.171.4 1F.6D.45.09.11.77 IP destino = 200.18.171.3 AULA 6 : CSMA/CD E ARP

53. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES ARP ( Address Resolution Protocol ) Protocolo I n t r a r r e d e TCP/UDP Aplicação IP 200.18.171.1 OD.OA.12.07.48.05 200.18.171.3 Protocolo I n t r a r r e d e TCP/UDP Aplicação IP 200.18.171.4 1F.6D.45.09.11.77 AULA 6 : CSMA/CD E ARP Destino está na mesma rede IP (200.18.171.0). Como enviar para esta máquina? Qual o MAC Destino ? A mensagem fica esperando e o protocolo ARP é acionado.

54. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES ARP ( Address Resolution Protocol ) Protocolo I n t r a r r e d e TCP/UDP Aplicação IP 200.18.171.1 OD.OA.12.07.48.05 200.18.171.3 Protocolo I n t r a r r e d e TCP/UDP Aplicação IP 200.18.171.4 1F.6D.45.09.11.77 Preâmbulo End. Físico Broadcast 0D.0A.12. 07.48.05 ARP Dados (ARP Request) FCS ARP Req Dest i no O r i gem Qual o endereço MAC de 200.18.171.3 ? AULA 6 : CSMA/CD E ARP

55. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES ARP ( Address Resolution Protocol ) Protocolo I n t r a r r e d e TCP/UDP Aplicação IP 200.18.171.1 OD.OA.12.07.48.05 200.18.171.3 Protocolo I n t r a r r e d e TCP/UDP Aplicação IP 200.18.171.4 1F.6D.45.09.11.77 AULA 6 : CSMA/CD E ARP ARP Req

56. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES ARP ( Address Resolution Protocol ) Protocolo I n t r a r r e d e TCP/UDP Aplicação IP 200.18.171.1 OD.OA.12.07.48.05 200.18.171.3 Protocolo I n t r a r r e d e TCP/UDP Aplicação IP 200.18.171.4 1F.6D.45.09.11.77 AULA 6 : CSMA/CD E ARP ARP Req

57. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES ARP ( Address Resolution Protocol ) Protocolo I n t r a r r e d e TCP/UDP Aplicação IP 200.18.171.1 OD.OA.12.07.48.05 200.18.171.3 Protocolo I n t r a r r e d e TCP/UDP Aplicação IP 200.18.171.4 1F.6D.45.09.11.77 AULA 6 : CSMA/CD E ARP ARP Req

58. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES ARP ( Address Resolution Protocol ) Protocolo I n t r a r r e d e TCP/UDP Aplicação IP 200.18.171.1 OD.OA.12.07.48.05 200.18.171.3 Protocolo I n t r a r r e d e TCP/UDP Aplicação IP 200.18.171.4 1F.6D.45.09.11.77 ARP Req ARP Req AULA 6 : CSMA/CD E ARP

59. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES ARP ( Address Resolution Protocol ) Protocolo I n t r a r r e d e TCP/UDP Aplicação IP 200.18.171.1 OD.OA.12.07.48.05 200.18.171.3 Protocolo I n t r a r r e d e TCP/UDP Aplicação IP 200.18.171.4 1F.6D.45.09.11.77 AULA 6 : CSMA/CD E ARP ARP Req

60. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES ARP ( Address Resolution Protocol ) Protocolo I n t r a r r e d e TCP/UDP Aplicação IP 200.18.171.1 OD.OA.12.07.48.05 200.18.171.3 Protocolo I n t r a r r e d e TCP/UDP Aplicação IP 200.18.171.4 1F.6D.45.09.11.77 ARP Req AULA 6 : CSMA/CD E ARP

61. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES ARP ( Address Resolution Protocol ) Protocolo I n t r a r r e d e TCP/UDP Aplicação IP 200.18.171.1 OD.OA.12.07.48.05 200.18.171.3 Protocolo I n t r a r r e d e TCP/UDP Aplicação IP 200.18.171.4 1F.6D.45.09.11.77 ARP Req AULA 6 : CSMA/CD E ARP

62. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES ARP ( Address Resolution Protocol ) Protocolo I n t r a r r e d e TCP/UDP Aplicação IP 200.18.171.1 OD.OA.12.07.48.05 200.18.171.3 Protocolo I n t r a r r e d e TCP/UDP Aplicação IP 200.18.171.4 1F.6D.45.09.11.77 Dest i no O r i gem Preâmbulo 0D.0A.12. 07.48.05 1F.6D.45. 09.11.77 ARP Dados (ARP Reply) FCS O endereço MAC de 200.18.171.3 é 1F.6D ARP Reply AULA 6 : CSMA/CD E ARP

63. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES ARP ( Address Resolution Protocol ) Protocolo I n t r a r r e d e TCP/UDP Aplicação IP 200.18.171.1 OD.OA.12.07.48.05 200.18.171.3 Protocolo I n t r a r r e d e TCP/UDP Aplicação IP 200.18.171.4 1F.6D.45.09.11.77 AULA 6 : CSMA/CD E ARP ARP Reply Há proxy arp

64. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES ARP ( Address Resolution Protocol ) Protocolo I n t r a r r e d e TCP/UDP Aplicação IP 200.18.171.1 OD.OA.12.07.48.05 200.18.171.3 Protocolo I n t r a r r e d e TCP/UDP Aplicação IP 200.18.171.4 1F.6D.45.09.11.77 AULA 6 : CSMA/CD E ARP ARP Reply

65. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES ARP ( Address Resolution Protocol ) Protocolo I n t r a r r e d e TCP/UDP Aplicação IP 200.18.171.1 OD.OA.12.07.48.05 200.18.171.3 Protocolo I n t r a r r e d e TCP/UDP Aplicação IP 200.18.171.4 1F.6D.45.09.11.77 ARP Reply AULA 6 : CSMA/CD E ARP

66. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES ARP ( Address Resolution Protocol ) Protocolo Intrarrede TCP/UDP Aplicação IP 200.18.171.1 OD.OA.12.07.48.05 200.18.171.3 Protocolo I n t r a r r e d e TCP/UDP Aplicação IP 200.18.171.4 1F.6D.45.09.11.77 ARP Reply AULA 6 : CSMA/CD E ARP

67. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES ARP ( Address Resolution Protocol ) Protocolo I n t r a r r e d e TCP/UDP Aplicação IP 200.18.171.1 OD.OA.12.07.48.05 200.18.171.3 Protocolo I n t r a r r e d e TCP/UDP Aplicação IP 200.18.171.4 1F.6D.45.09.11.77 AULA 6 : CSMA/CD E ARP 200.18.171.3 1F.6D. 45.09.11.77 Tabela ARP

68. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES ARP ( Address Resolution Protocol ) Protocolo I n t r a r r e d e TCP/UDP Aplicação IP 200.18.171.1 OD.OA.12.07.48.05 200.18.171.3 Protocolo I n t r a r r e d e TCP/UDP Aplicação IP 200.18.171.4 1F.6D.45.09.11.77 200.18.171.1 OD.OA.12.07.48.05 Tabela ARP Note que … AULA 6 : CSMA/CD E ARP

69. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES ARP ( Address Resolution Protocol ) Protocolo I n t r a r r e d e TCP/UDP Aplicação IP 200.18.171.1 OD.OA.12.07.48.05 200.18.171.3 Protocolo I n t r a r r e d e TCP/UDP Aplicação IP 200.18.171.4 1F.6D.45.09.11.77 AULA 6 : CSMA/CD E ARP Finalmente, aquele pacote IP pode ser transmitido carregando uma mensagem TCP que, por sua vez, carrega um comando da Aplicação.

70. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES ARP ( Address Resolution Protocol ) Protocolo I n t r a r r e d e TCP/UDP Aplicação IP 200.18.171.1 OD.OA.12.07.48.05 200.18.171.3 Protocolo I n t r a r r e d e TCP/UDP Aplicação IP 200.18.171.4 1F.6D.45.09.11.77 Preâmbulo 1F.6D.45. 09.11.77 0D.0A.12. 07.48.05 FCS TCP Aplicação IP AULA 6 : CSMA/CD E ARP Dest i no O r i gem

71. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Comando “ arp-a ” no Windows Resposta: o Interface: 200.20.120.168 --- 0x2 AULA 6 : CSMA/CD E ARP

72. EQUIPAMENTOS DE REDES

73. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Conteúdo desta aula PLACA DE REDE 1 S W I T C H 3 P R Ó X I M O S PASSOS H UB 2 R O T E A DO R 4 C O MP A R A Ç Ã O 5 AULA 6 : EQUIPAMENTOS DE REDES

74. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES É o principal hardware de interface de comunicação entre dispositivos através de uma rede. Funciona como interface entre o dispositivo de processamento e o canal de dados. Desempenha as funções das camadas física e de enlace. AULA 6 : EQUIPAMENTOS DE REDES Placa de Rede

75. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES AULA 6 : EQUIPAMENTOS DE REDES Placa de Rede Uma placa de rede é uma placa de circuito impresso que se encaixa no slot de expansão de um barramento em uma placa-mãe do computador ou em um dispositivo periférico. Sua função é adaptar o dispositivo de host ao meio da rede. As placas de rede são consideradas dispositivos da camada 2 porque cada placa de rede em todo o mundo transporta um código exclusivo, chamado de endereço Media Access Control (MAC). Esse endereço é usado para controlar as comunicações de dados do host na rede. Como o nome sugere, a placa de rede controla o acesso do host ao meio físico (cabeamento). Funções : Preparar dados do computador para o cabo de rede; Enviar dados para outro computador; Controlar fluxo de dados entre o computador e o sistema de cabeamento. Barramentos : Os dados trafegam nos computadores por barramentos em paralelo. Nos cabos de rede, os bits trafegam um após outro (fluxo) Serial (uma direção por vez – enviando ou recebendo dados).

76. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES A placa e o fluxo de bits: A placa de rede capta os dados Reestrutura os dados de // para serial (um bit por vez) Transceptor: Transmissor / receptor Converte sinais digitais do computador para sinais elétricos Estes podem trafegar nos cabos da rede Placa de Rede AULA 6 : EQUIPAMENTOS DE REDES

77. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES AULA 6 : EQUIPAMENTOS DE REDES Endereço de rede: Cada placa possui um número que a diferencia das demais (endereço MAC) Divulga seu endereço para o restante da rede Cada placa possui um endereço exclusivo na rede Endereço MAC: Já vem configurado pelo fabricante Formado por 48 bits (6 bytes) Usado pelos protocolos para identificar as máquinas origem e destino de uma mensagem Exemplo: 08:00:AF:CC:55:2A São determinados pelo IEEE Blocos de endereços são destinados a cada fabricante Queima de endereço de placa Os endereços são associados ao chip da placa Placa de Rede

78. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Placa de Rede – MAC AULA 6 : EQUIPAMENTOS DE REDES

79. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES AULA 6 : EQUIPAMENTOS DE REDES Funcionamento: Antes da transmissão: Envia dados através da rede para ajustes com a placa receptora Tamanho máximo dos grupos de dados a serem enviados Quantidade de dados a serem enviados antes da confirmação Intervalo de tempo entre os envios de porções de dados Período de tempo a esperar antes da confirmação Tamanho do buffer de cada placa Velocidade de transmissão Placas diferentes fazem ajustes ao nível mais baixo Envio e recebimento ocorre quando os parâmetros estão ajustados Placa de Rede

80. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES HUB A finalidade de um hub é gerar os sinais da rede novamente e os retemporizar . Isso é feito no nível de bit para um grande número de hosts (por exemplo, 4, 8 ou mesmo 24), usando um processo conhecido como concentração. Você vai observar que essa definição é muito similar a dos repetidores, por essa razão um hub é também conhecido como repetidor multiportas. A diferença é o número de cabos que se conectam ao dispositivo. Os motivos para se usar os hubs é criar um ponto de conexão central para os meios de cabeamento e aumentar a confiabilidade da rede. Aumenta-se a confiabilidade da rede permitindo qualquer cabo único falhar sem afetar toda a rede. Isso difere da topologia de barramento em que, se houver uma falha no cabo, toda a rede será afetada. Os hubs são considerados dispositivos da camada 1 porque apenas geram novamente o sinal e o transmite para suas portas (conexões da rede). AULA 6 : EQUIPAMENTOS DE REDES

81. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES HUB Hubs são essencialmente repetidores de camada física: Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlaces; Com a mesma taxa; Não possuem armazenagem de quadros; Não há CSMA/CD no hub: adaptadores detectam colisões; Provê funcionalidade de gerenciamento de rede. AULA 6 : EQUIPAMENTOS DE REDES

82. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Hub de backbone interconecta segmentos de LAN; Estende a distância máxima entre os nós; No entanto, domínios de colisão individuais tornam-se um único e grande domínio de colisão; Não pode interconectar 10BaseT e 100BaseT. HUB – Interconexão AULA 6 : EQUIPAMENTOS DE REDES

83. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Comutador (SWITCH) É montada uma tabela associando as portas do switch com os endereços físicos (MAC) conectados; Funciona no nível de enlace da camada OSI; Para cada quadro (frame) é identificado o endereço de destino, consultada a tabela, o tráfego é direcionado somente para a porta de destino.

84. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Dispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Ethernet; Examina o cabeçalho do quadro e seletivamente encaminha o quadro baseado no endereço MAC de destino; Quando um quadro está para ser encaminhado no segmento, usa CSMA/CD para acessar o segment ; Transparente; Plug- and -play , self- learning (autoaprendizado); Switches não precisam ser configurados. S wi t ch AULA 6 : EQUIPAMENTOS DE REDES

85. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro? Parece um problema de roteamento... Switch – Encaminhamento AULA 6 : EQUIPAMENTOS DE REDES

86. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES AULA 6 : EQUIPAMENTOS DE REDES Um switch possui uma tabela de switch . Entrada na tabela do switch: (endereço MAC, interface, marca de tempo); Entradas expiradas na tabela são descartadas (TTL pode ser 60 min). Switch aprende quais hospedeiros podem ser alcançados através de suas interfaces. Quando recebe um quadro, o switch “aprende” a localização do transmissor: segmento da LAN que chega. Registra o par transmissor/localização na tabela. Switch – Autoaprendizagem

87. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Suponha que C envia um quadro para D Switch recebe o quadro de C Anota na tabela que C está na interface 1 Como D não está na tabela, o switch encaminha o quadro para as interfaces 2 e 3 Quadro recebido por D hub hub hub s wi t ch A B C D E F G H I e n de re ç o AULA 6 : EQUIPAMENTOS DE REDES i n t er f a ce A B E G 1 1 2 3 1 2 3 Switch – Exemplo

88. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Switch recebe quadro de D Anota na tabela que D está na interface 2 Como C está na tabela, o switch encaminha o quadro apenas para a interface 1 Quadro recebido por C hub hub hub s wi t ch A B C D E F G H I e n de re ç o AULA 6 : EQUIPAMENTOS DE REDES i n t er f a ce A B E G C 1 1 2 3 1 1 2 3 Suponha que D responde com um quadro para C Switch – Exemplo

89. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES hub AULA 6 : EQUIPAMENTOS DE REDES hub hub domínio de colisão domínio de colisão Switch – Isolamento de Tráfego A instalação do switch quebra as sub-redes em segmentos de LAN Switch filtra pacotes: Alguns quadros do mesmo segmento de LAN não são usualmente encaminhados para outros segmento de LAN. Segmentos se tornam separados em domínios de colisão . switch domínio de colisão

90. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES AULA 6 : EQUIPAMENTOS DE REDES Roteador Um roteador pode ter vários tipos diferentes de portas de interface. O roteador se encontra na camada de rede OSI, conhecida como camada 3. Trabalhar na camada 3 permite que o roteador tome decisões com base em grupos de endereços de rede (Classes) em vez de endereços MAC individuais, como é feito na camada 2. Os roteadores podem, também, conectar diferentes tecnologias da camada 2, como Ethernet, Token- ring e FDDI. No entanto, devido a sua habilidade de rotear pacotes baseados nas informações da camada 3, os roteadores se tornaram o backbone da Internet, executando o protocolo IP. A finalidade de um roteador é examinar os pacotes de entrada (dados da camada 3), escolher o melhor caminho para eles através da rede e depois comutar os pacotes para a porta de saída apropriada. Os roteadores são os dispositivos de controle de tráfego mais importantes nas grandes redes. Eles permitem que praticamente qualquer tipo de computador se comunique com qualquer outro computador em qualquer parte do mundo!

91. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES AULA 6 : EQUIPAMENTOS DE REDES São elementos que possibilitam a interconexão de duas redes físicas distintas. Utilização: Ligar segmentos de redes com protocolos e arquiteturas diferentes. Funcionam na camada de rede do modelo OSI. Fornecem as seguintes funções de uma ponte: Filtrar e isolar o tráfego; Conectar segmentos de redes. Roteamento é o processo de escolha da rota que uma mensagem irá realizar, a partir de uma origem até o seu destino. Roteador

92. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Funcionamento: Possui uma tabela com as seguintes informações: Todos os endereços de rede conhecidos; Como se conectar a outras redes; Caminhos possíveis entre roteadores; Custo de enviar os dados por estes caminhos. Roteador Seleciona a melhor rota, podendo escolher entre caminhos múltiplos; Não envia mensagens de difusão (filtra); Exigem endereço específico de rede; Só se comunicam com outros roteadores; Somente examinam o endereço da rede e não o do nó de destino; Os roteadores se comunicam entre si, mas não com computadores remotos. AULA 6 : EQUIPAMENTOS DE REDES

93. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES AULA 6 : EQUIPAMENTOS DE REDES Roteador Roteamento indireto: As máquinas estão em redes físicas distintas; A mensagem precisa, portanto, passar obrigatoriamente por um roteador; O endereço deste roteador precisa ser conhecido previamente. Roteamento direto: A mensagem vai da origem ao destino sem passar por nenhum roteador; Ambas as máquinas estão na mesma rede física.

94. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Roteador Rede 5 AULA 6 : EQUIPAMENTOS DE REDES Rede 2 Rede 3 G G G G Rede 1 Rede 4 G H Inter-rede Gateway ou roteador Ho s t H H H H H H H

95. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Ambos são dispositivos store-and-forward ; Roteadores: dispositivos de camada de rede (examinam cabeçalhos da camada de rede); Switches são dispositivos da camada de enlace; Roteadores mantêm tabelas de roteamento, implementam algoritmos de roteamento; Switches mantêm tabelas de switch , implementam filtragem, algoritmos de aprendizagem. AULA 6 : EQUIPAMENTOS DE REDES 5 - 95 Switches vs Roteadores

96. Hubs Roteadores Switches Isolamento de tráfego não sim sim Plug & play sim não sim R o t e a me n t o ótimo não sim não Cut through sim não sim 5 - 96 FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Resumo: Comparação