ETHERNET Cesar S. Machado       2007
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  1. 1. ETHERNET Cesar S. Machado 2007
  2. 2. Ethernet Cesar S. Machado Índice1. Introdução ............................................................................. 32. Funcionamento do Ethernet ........................................... 83. Fast-Ethernet ........................................................................ 194. Gigabit Ethernet .................................................................. 225. Ethernet 10G ......................................................................... 256. Metro Ethernet ..................................................................... 277. Os Fatos ................................................................................. 29Apêndice A ................................................................................... 30Apêndice B ................................................................................... 31 1a Edição: 2004 2a Edição: 2007 2
  3. 3. Ethernet Cesar S. Machado1. IntroduçãoO desenvolvimento das redes de computadores teve início na década de 60principalmente em virtude das pesquisas financiadas pela americana ARPA(Advanced Research Project Agency). Foi assim que, em 1962, teorizou-se que aforma mais eficiente de computadores se comunicarem em rede, seria por meioda comutação de pacotes, o seja, transmitindo os dados em pequenas porções decada vez. Em 1969 esse conceito foi demonstrado na prática com a criação daprimeira rede de computadores , a ARPAnet.Desde então, inúmeros aperfeiçoamentos foram sendo criados com objetivo detornar os serviços proporcionados pelas redes de computadores mais rápidos,eficientes e confiáveis. Nesse sentido foram criadas tecnologias, padronizações,interfaces e protocolos. Alguns desses, tal como o protocolo Ethernet, criado em1973, lograram grande êxito, ao passo que outros, acabaram por cair em desuso.O Ethernet é aquilo o que convencionou-se denominar como protocolo deacesso ao meio, ou protocolo MAC (Media Access Control). Protocolo é umconjunto de regras. Protocolo MAC são as regras que possibilitam a umcomputador acessar o cabo da rede e transmitir de forma ordenada os dadospara outros computadores ou dispositivos. Ele é implementado, portanto, nosadaptadores de rede dos computadores assim como em concentradores (hubs eswitches), roteadores e toda a sorte de dispositivos que venham a se interligarpor meio de uma rede. Fig. 1 – O Ethernet possibilita a transmissão dos dados pela rede 3
  4. 4. Ethernet Cesar S. Machado Frame Ethernet Bits de dados 10101010101010 11110000111110 Adaptador Ethernet Fig. 2 – O Ethernet é implementado nos adaptadores de redeO Ethernet foi o primeiro protocolo MAC a obter sucesso comercial eminterligar computadores. Após o seu surgimento, muitos outros protocolos MACforam criados, mas nenhum deles obteve tanta penetração no mercado quanto oEthernet que alia diversas características interessantes:• Simplicidade de instalação e manutenção• Flexibilidade para expansão da rede• Confiabilidade• Garantia de compatibilidade com outros produtos• Grande disponibilidade de ferramentas de gerenciamento• Preço acessível.Esses motivos levaram o Ethernet a tornar-se o protocolo MAC mais utilizadono mundo. Segundo o instituto de pesquisas IDC, existiam até 1997 mais de 120milhões de nós Ethernet, ou seja, 83% da base mundial instalada. Essepercentual foi elevando-se continuamente até chegar a 95% em 2002 e 98% em2004.1.1 Porque o Ethernet é NecessárioComputadores e outros dispositivos eletrônicos operam com sinais de dadosdigitais, formados por bits “0” e “1”. Esses bits são representados, dentro dosdispositivos eletrônicos, por níveis discretos de tensão. Assim, o bit “0” pode ser 4
  5. 5. Ethernet Cesar S. Machadorepresentado por uma tensão de zero volts e o bit ‘1” por uma tensão de 3,5volts, por exemplo.Enquanto os dados têm de fluir apenas no interior do dispositivo, não existemgrandes problemas para sua transmissão. Contudo, quando deseja-se transmiti-los para outro computador, situado a dezenas ou centenas de metros, surgemenormes dificuldades, tais como o seu nível médio de tensão, que é CC (correntecontínua) e sua faixa de frequência, que é muito larga. Essas característicasimplicam em uma rápida degradação da qualidade do sinal devido a atenuaçãoprovocada pelo meio de transmissão, normalmente um cabo metálico.Dessa forma, algumas regras tem de ser seguidas para possibilitar a corretacomunicação de dados entre dois sistemas ou equipamentos tais como acodificação e o enquadramento dos dados.A codificação é a forma pela qual os bits de dados “0” e “1” são convertidos emsinais elétricos para a linha. Procura-se gerar um sinal com nível médio de zerovolts e concentrar a banda numa faixa de frequência mais estreita de forma apreservar as características do sinal transmitido, mesmo a uma distância de várioskilômetros. Existem vários tipos de codificação, empregados pelos diversossistemas e fabricantes. O Ethernet de 10 MBps, por exemplo, emprega acodificação Manchester Diferencial, descrita no capítulo 2.O enquadramento, por sua vez, especifica como os sinais referentes aos bitstransmitidos serão organizados quando entregues ao meio de transmissão.Fornece também o sincronismo, bits de sinalização e verificação.1.2 Breve HistóricoO Ethernet surgiu em 1973 a partir da pesquisa de doutorado do pesquisadoramericano Robert Metcalf em torno da tecnologia CSMA/CD para comunicaçãoem rede, empregando cabos coaxiais. A denominação Ethernet (rede do éter) foicriada por Metcalf devido a forma como o meio físico transporta os bits paratodas as estações da rede, tal como o éter, um suposto fluido cósmico que osfísicos do século XIX acreditavam preencher todo o cosmos, propagaria a luz.Com a conclusão de seu doutorado, a Xerox Corporation convidou Metcalf aprosseguir com o desenvolvimento do Ethernet em seus laboratórios. Nos anosseguintes, a Intel e a Digital uniram-se a Xerox, formando o consórcio DIX(Digital-Intel-Xerox) e passaram a promover esse protocolo, desenvolvendochips e produtos Ethernet Versão 1.0. 5
  6. 6. Ethernet Cesar S. Machado Fig. 3 – Esboço da primeira rede EthernetA falta de padronização, contudo, dificultava o progresso das pesquisas e avenda de equipamentos. Foi assim que, com o intuito de resolver este problema,a Xerox solicitou em 1980 que o IEEE (Institute of Electric and ElectronicEngineers) homologa-se o Ethernet como um protocolo padrão IEEE. Essahomologação foi feita pelo comitê 802.3, razão pela qual o Ethernet passou a serdenominado IEEE 802.3. O padrão IEEE 802.3 introduziu pequenasmodificações no Ethernet visando à incorporação de novos sistemas e tipos decabeamento além de alguns detalhes referentes ao seu cabeçalho.Essa holomogação foi muito importante, pois, além de fornecer o respaldotécnico para o mercado quanto a funcionalidade do Ethernet, disponibilizava atecnologia para todos. Nessa época, contudo, quase que somente computadoresde grande porte eram interligados em rede. Com o surgimento domicrocomputador IBM-PC em 1981, essa situação mudou rapidamente, pois oPC ganhou rapidamente o meio corporativo. Daí para a interligação dos PCs dasempresas formando redes locais foi um pulo.Assim em 1982, foram lançadas comercialmente as primeiras placas de redeEthernet que operavam com cabos coaxiais a uma velocidade de 10 Mbps, a umcusto unitário de U$950,00! Com o passar dos anos e a crescente popularizaçãodas redes locais de micros, os preços dos adaptadores Ethernet foram caindosignificativamente. De fato, em 2003, era possível adquirir-se, no Brasil,adaptadores Ethernet a partir de U$15,00. No final dos anos 80 foram lançadosos primeiros adaptadores Ethernet para operarem com cabos óticos e com cabostrançados.No início dos anos 90 as redes Ethernet davam sinais de que logo não maisdariam vazão as necessidades do tráfego de rede que crescia continuamente.Dessa forma, foi desenvolvido a partir de 1991, por um consórcio de empresas 6
  7. 7. Ethernet Cesar S. Machadoamericanas lideradas pela 3Com (empresa fundada por Robert Metcalf), umanova versão do Ethernet - o Fast-Ethernet - com velocidade de 100 Mbps.Esperava-se com isso atender a demanda por aumento de velocidade por partedas redes, mantendo, contudo, a plena compatibilidade com a tecnologiaEthernet de 10 Mbps já existente. Para tanto o Fast-Ethernet empregava amesma tecnologia CSMA/CD, o mesmo formato de frame e endereçamento doEthernet tradicional. Sua sinalização, contudo, sofreu modificações de forma apermitir a operação a 100 MbpsO Fast-Ethernet foi lançado em 1995. A princípio, seu custo, tal como sesucedeu com os adaptadores Ethernet de 10 Mbps, era muito elevado, mas foicaindo continuamente desde então.Mal se concluiu o lançamento do Fast-Ethernet, teve início o desenvolvimentodo Ethernet Gigabit para operar em sistemas que necessitem de velocidadesmuito altas, da ordem de 1 Gbps, ou mais. Promovido novamente pela 3Com epor um conjunto de empresas consorciadas, o Ethernet Gigabit passou a sercomercializado a partir de 1997 tendo sido definitivamente padronizado peloIEEE em 1998. Novamente procurou-se manter a total compatibilidade com asversões de anteriores, de 10 e 100 MBps, de forma a garantir, como no passado,o sucesso comercial dessa tecnologia.O desenvolvimento em busca de maiores velocidades prosseguiu nos anosseguintes, proporcionando o lançamento do 10-Gigabit Ethernet em 2002 queopera a uma velocidade e 10 Gbps, ou seja, 1000 vezes mais rápido que oEthernet original. Enquanto esse livro era escrito, uma nova versão do Ethernet,denominada Ethernet 100 G, dessa vez com velocidade de operação de 100Gbps estava sendo desenvolvida.Em 2004, teve início à iniciativa Metro Ethernet, patrocinada por um grupo deempresas, com objetivo de constituir redes metropolitanas baseadas em Ethernettransportado sobre fibras ou sobre cabos trançados.Enfim, na medida em que vão aumentado as necessidades das redes por maiorcapacidade de transmissão de dados, também vão aumentado as possibilidadesdo Ethernet para atender essas demandas. Como mostraremos mais adiante, odesenvolvimento de novas e mais rápidas versões do Ethernet não se limita asimplesmente em aumentar a velocidade de operação mas também em melhorarsignificativamente outras características que influenciam no desempenho deadaptadores de rede, switches e outros dispositivos de rede. 7
  8. 8. Ethernet Cesar S. Machado A Família Ethernet Denominação Velocidade-Mbps Padrão IEEE Ethernet 10 802.3 Fast Ethernet 100 802.3u Gigabit Ethernet 1000 802.3z 10-Gigabit Ethernet 10.000 802.3ae 100-Gigabit Ethernet 100.000 -1.3 Resumo• Ethernet é a denominação comercial do protocolo CSMA/CD.• O Ethernet é um protocolo MAC (Media Access Control), ou seja, um protocolo que permite o acesso ao cabo ou meio de transmissão.• O objetivo do Ethernet é possibilitar a interligação dos computadores em rede.• O Ethernet foi a primeira tecnologia para redes locais de computadores a funcionar satisfatoriamente.• O Ethernet é necessário porque as características elétricas dos bits existentes nos computadores impedem que os mesmos sejam transmitidos diretamente por um cabo.• Devido a sua simplicidade e baixo custo, o Ethernet tornou-se a tecnologia de rede local mais empregada no mundo.• A velocidade de comunicação digital em rede é dada em Bits por segundo – Bps.• 802.3 é o padrão IEEE que a família de produtos Ethernet obedece.• O Ethernet operava inicialmente a um velocidade de 10 Mbps. Implementações de 100, 1000 e 10.000 Mbps foram posteriormente criadas.• Fast-Ethernet é a denominação da implementação de 100 Mbps e Gigabit Ethernet é denominação da implementação de 1000 Mbps. 8
  9. 9. Ethernet Cesar S. Machado2. Funcionamento do EthernetO princípio de operação do Ethernet é baseado numa arquitetura de difusãocom detecção de colisão de pacotes, denominada CSMA/CD (Carrier SenseMultiple Access with Collision Detection). A seguir, apresentamos todas asprincipais características dessa tecnologia criada para possibilitar o acesso doEthernet ao meio de forma ordenada e minimizar os eventuais problemas quesurgem quando o mesmo o feito.2.1 Topologia de uma rede EthernetO Ethernet original foi criado para operar em uma topologia lógica constituídapor um barramento ao qual todos os nós de rede deveriam se conectar. Naprática, essa topologia era montada por meio de um cabo coaxial grosso, padrão10Base5 que reproduzia, fisicamente, a topologia lógica.Nessa topologia, trabalha-se por irradiação ou broadcast. Em outras palavras,como o barramento é o mesmo para todos os nós, quando um deles enviadados, todos os demais o recebem. Fig. 4 – Ethernet em topologia barramentoO cabo coaxial era caro e difícil de trabalhar, de forma que nos anos 80 surgiu aimplementação com cabo coaxial fino, padrão 10Base2, que empregava a mesmatopologia.No final dos anos 80 surgiram os primeiros hubs e, com eles, a implementaçãodo Ethernet em uma topologia física estrela. Nesse caso, para atender asespecificações do Ethernet, o hub possui um barramento interno ao qual seinterligam todas as suas portas. Pode-se dizer que o barramento coaxial foilevado para dentro do hub. A interligação dos nodos passou a ser feita por meiode um cabo telefônico trançado padrão 10BaseT. 9
  10. 10. Ethernet Cesar S. MachadoPor fim, com o advento dos switches nos anos 90, as redes Ethernet passaram aser implementada por meio dos barramentos comutados desses equipamentos. Ainterligação dos nodos passou a ser feita por meio de um cabo telefônicotrançado padrão 100BaseTX para possibilitar a operação a 100 Mbps. Fig. 5 – Ethernet em topologia estrela2.2 Modos de ComunicaçãoExistem três possíveis modos de comunicação de dados:Simplex: Um sistema transmissor envia dados o tempo todo para um receptorque sempre recebe e nunca envia dados. Esse é o modo de comunicaçãoempregado em testes de desempenho do Ethernet quando deseja-se, porquestões comerciais, maximizar os resultados mensurados.Semi-Duplex: Ambos sistemas transmitem e recebem dados, mas sempre deforma alternada, ou seja, ora um sistema transmite ora ele recebe dados. Esse é omodo de operação normal de um dispositivo Ethernet.Duplex: Ambos sistemas transmitem e recebem dados, simultâneamente. Esse éo modo como operam conexões Ethernet de alta velocidade. Para tanto, énecessário que os dispositivos Ethernet envolvidos na comunicação, sejamadaptadores, switches ou roteadores, tenham ambos a possibilidade de operarnesse modo. São empregados na comunicação duplex os quatro pares de fios deum cabo trançado. Normalmente, esse tipo de comunicação é empregadaquando se interligam: Switches a servidores Switches a switches Switches a roteadores 10
  11. 11. Ethernet Cesar S. MachadoEm outras palavras, por razões econômicas e de desempenho, não seimplementam redes onde todos os dispositivos Ethernet operem no mododuplex.2.3 EndereçamentoTodos os dispositivos de rede devem possuir um endereço físico próprio e únicoque possibilite a comunicação em rede por meio de um canal de comunicaçãoque pode ser um cabo, rádio (wireless) ou infravermelho.Nos dispositivos Ethernet esse endereço é denominado Endereço MAC e vemimplementado pelo fabricante em um chip presente no adaptador de rede,switch, roteador, etc. Esse endereço tem 48 bits de comprimento e obedece aseguinte estrutura:Os endereços são fornecidos aos fabricantes por meio de requerimento ao IEEEque controla as faixas distribuídas de forma a evitar a fabricação de dispositivoscom endereços duplicados. Fig. 6 – Frame Ethernet2.4 Unicasts, Multicasts e BroadcastsDispositivos Ethernet podem se comunicar de três formas distintas, conforme oendereço de destino empregado: • Unicast: Somente um destinatário • Multicast: Vários destinatários. • Broadcast: Todos os destinatários encontrados. 11
  12. 12. Ethernet Cesar S. Machado Fig. 7 – Tipos de comunicação em EthernetPor estarem todos eletricamente interligados em uma topologia lógicabarramento, todos os dispositivos Ethernet recebem todos os dados enviadospelos demais dispositivos.Cabem, portanto, as interfaces Ethernet, com base em um endereço de destinopresente nos dados recebidos, selecionar se os mesmos serão descartados ou seserão admitidos e, portanto, enviados para as camadas superiores decomunicação do dispositivo.2.5 Funcionamento do EthernetO princípio de operação do Ethernet é baseado numa arquitetura de difusãocom detecção de colisão de pacotes, denominada CSMA/CD (Carrier SenseMultiple Access with Collision Detection).A seguir, descrevemos de forma sintética o protocolo Ethernet e suas principaiscaracterísticas. Na prática, existem diversos pequenos detalhes de implementaçãoque podem ser manipulados pelos fabricantes a fim de se obter melhordesempenho ou maiores facilidades nos dispositivos.A descrição refere-se ao Ethernet padrão de 10 Mbps mas aplica-se da mesmaforma aos demais tipos de maior velocidade. (1) O Ethernet opera em broadcast, ou seja, todas os dispositivos localizados em um segmento de rede recebem todos os frames. (2) O acesso ao cabo é feito por um dispositivo de cada vez, ou seja, enquanto um adaptador de rede transmite, as demais recebem (operação semi-duplex). (3) Todos os dispositivos monitoram a portadora (sinal) no cabo com um sensor. Um adaptador só pode transmitir se o sensor indicar que o cabo está desocupado. 12
  13. 13. Ethernet Cesar S. Machado (4) Se o cabo estiver liberado, segue-se o descrito no item 7. Se o cabo estiver ocupado, o frame a ser transmitido é temporariamente armazenado no buffer de transmissão (RAM) do adaptador de rede (período de contenção). (5) O adaptador tenta transmitir o frame diversas vezes, aguardando intervalos de tempo exponencialmente maiores entre as tentativas. Após 16 tentativas sem sucesso, se o cabo não desocupar, a transmissão é abortada, o adaptador reporta a falha aos protocolos superiores e o frame é descartado. (6) Todos os adaptadores possuem um endereço próprio e único de 48 bits que vem gravado de fábrica. Exemplo: 0000E4968B7 (notação hexadecimal). (7) O frame transmitido é endereçado a um único adaptador de rede destinatário. Todos os adaptadores ligados ao cabo recebem este frame, mas apenas o que contiver o endereço destinatário irá processá-lo, encaminhado-o para o buffer de recepção (na RAM da placa de rede) de onde seguirá para os protocolos superiores. Os demais adaptadores descartam o frame ao perceber, pelo endereçamento, que não são o destinatário. (8) Frames especiais podem ser transmitidos com endereços de destinatário que se aplicam a grupos de adaptadores (multicast) ou a todos os adaptador da rede (broadcast). (9) Se dois adaptadores transmitem frames ao mesmo tempo, ocorre a colisão, ou seja, os sinais elétricos superpõem-se no cabo, distorcendo-se mutuamente. (10) Os adaptadores possuem um sensor que, por meio do aumento do nível de tensão no cabo, monitoram a ocorrência de colisões entre os frames. (11) Quando um adaptador inicia uma transmissão e detecta uma colisão, ele suspende a mesma e envia um sinal de ocupado (32 bits aleatórios) para informar a todos os demais que suspendam, momentaneamente, a transmissão de dados. (12)Uma colisão provoca um retardo considerável (51,2 µs) na comunicação em rede. 13
  14. 14. Ethernet Cesar S. Machado (13)O adaptador reagenda o frame que não pôde ser transmitido em virtude de uma colisão tal como faz quando o cabo está ocupado. Se ocorrerem várias colisões sucessivas, o retardo vai aumentando exponencialmente, visando a eliminar novas possibilidades de colisão. Por fim, após 16 colisões sucessivas, a tentativa de transmissão é abortada. (14)Os tamanhos mínimo (64 bytes) e máximo (1518 bytes) dos frames são definidos em função do seu tempo de propagação no cabo (slot time), levando-se em conta a velocidade (10 Mbps) e o alcance máximo do cabo (2,5 Km na melhor hipótese, com uso de repetidores) de forma que todas as placas possam detectar corretamente as colisões. (15)O aumento do comprimento do cabo além dos limites permitidos acarreta colisões. Placas, hubs ou outros dispositivos defeituosos também podem provocar colisões, comprometendo a operação da rede.2.6 Características do Frame EthernetFrame: Existem 20 tipos diferentes de frames Ethenet. O frame IEEE 802.3,considerado típico, tem a estrutura mostrada na figura apresentada a seguir. Endereço de Destino Comprimento Preenchimento Bytes: 8 6 6 2 0 a 1500 0 a 46 4 Preâmbulo Dados CRC Endereço de Origem Fig. 8 – Frame IEEE 802.3Preâmbulo: Tem 8 bytes, sendo 7 bytes iguais (10101010) e um diferente(10101011) para indicar o início do frame. No adaptador destinatário, opreâmbulo gera uma onda quadrada de 10 MHz usada para obter-se o sinal desincronismo para os dados que vêm em seguida.Endereço de Destino: Endereço binário do adaptador de rede destinatário,podendo ter de 2 a 6 bytes. Se o primeiro bit for “0”, o destinatário é um único 14
  15. 15. Ethernet Cesar S. Machadoadaptador e se for “1” é um grupo de adaptadores de rede (multicast). Se todosos bits desse campo forem “1” o pacote é difundido por toda a rede, inclusivepelas bridges (broadcast).Endereço de Origem: Endereço do adaptador de rede que enviou o frame,também pode ter de 2 a 6 bytes.Comprimento: Esse campo de 2 bytes indica o tamanho em bytes do campo dedados a ser transmitido.Dados: Os dados a serem transmitidos num total de 0 a 1500 bytes.Preenchimento: Devido ao tempo de propagação do sinal no cabo, o frametem de ter no mínimo 64 bytes entre o endereço de destino e o CRC a fim deevitar colisões. Assim, se o campo de dados for menor do que 46, uma sequênciade bytes é adicionada (padding = extensão da portadora) para elevar o tamanhomínimo para 64 bytes.CRC (Cheque de Redundância Cíclica): Esse campo de 4 bytes indica o fimdo frame e gera um algoritmo em função da multiplicação polinomial de todosos bits transmitidos desde o campo de endereço destinatário. O adaptadordestinatário multiplica os bits do frame recebido pelo mesmo polinômio ecompara o valor obtido com o valor recebido. Se forem iguais, o frame estáíntegro, caso contrário, está corrompido, sendo descartado, cabendo aosprotocolos superiores efetuar em sua respectiva retransmissão.Variações do Frame: O Frame Ethernet sofreu algumas modificações comobjetivo de compatibilizá-lo com os diversos protocolos de alto nível existentesA tabela apresentada a seguir mostra os mais comuns. Frames Ethernet IEEE 802.2 Redes atuais IEEE 802.3 Redes atuais Ethernet II Antigas redes da Xerox SNAP Redes Apple 15
  16. 16. Ethernet Cesar S. MachadoNo frame Ethernet II o campo “comprimento” passa a ser “Tipo de Frame”,indicando o tipo de protocolo superior empregado. No frame 802.2, foramacrescentados mais três pequenos campos de 1 byte após o campo“Comprimento”, denominados DSAP (Destination Service Access Point), SSAP(Source Service Access Point) e Control que identificam os protocolossuperiores mais comuns. No frame SNAP aos campos do frame 802.2, éacrescentado mais um campo de 5 bytes para identificar outros 256 protocolossuperiores. Na prática, a seleção do tipo de frame desejado é feita manualmentedurante a instalação dos servidores e estações ou, em alguns sistemas, de formaautomática.Slot Time: É o tempo necessário para um frame de comprimento mínimopropagar-se de um extremo ao outro do cabo, sem que ocorram colisões. Comoo cabo pode chegar a 2,5 km (cabo coaxial grosso com uso de 4 repetidores), e avelocidade é 10 Mbps, foi estipulado um slot time de 51,2 µs, garantido pelafixação do comprimento mínimo do frame em 64 bytes.Intervalo entre Frames: É o intervalo de tempo mínimo entre o fim de umframe e o início de outro, fixado em 9,6 µs.Endereçamento: O IEEE distribui as faixas de endereços para os fabricantesde forma que cada dispositivo Ethernet tenha um endereço próprio e único de 6Bytes (48 bits) gravado pelo fabricante. Os três primeiros bytes identificam ofabricante e os três últimos, identificam o dispositivo.Sinalização: Os frames Ethernet são transmitidos sob a forma de um sinaldigital denominado banda-base, ou seja, o sinal segue do computador para aplaca a 10 Mbps sendo transmitido nesta mesma velocidade. Antes, contudo,sofre uma codificação denominada Manchester Diferencial de forma apossibilitar sua transmissão pelo cabo. O sinal no cabo atinge uma intensidadede + 0,85 a – 0,85 Volts (valor médio = 0 Volts). +0,85 V -0,85 V Fig. 9 – Sinalização Elétrica do Ethernet 16
  17. 17. Ethernet Cesar S. MachadoEficiência: A velocidade nominal do Ethernet é 10 Mbps, seja em caboscoaxiais, trançados ou óticos. Na prática, porém, a eficiência depende docomprimento do cabo, do número de dispositivos de rede, do tamanho dosframes transmitidos além de outros fatores inerentes ao protocolo tal comocontenções e colisões. Tudo isso faz com que a velocidade real seja reduzida deforma significativa, situando-se em média entre 30 a 50%.2.7 Cabeamento EthernetO IEEE estabeleceu quatro variações de cabeamento para o Ethernet conformedescrito a seguir. Cabeamento Ethernet 10Base2 Cabo coaxial fino 10Base5 Cabo coaxial grosso 10BaseT Cabo trançado 10BaseF Cabo ótico10Base2: Operação com cabo coaxial fino RG58 (0,25 polegadas de diâmetro)com impedância de 50 Ohms e alcance máximo de 185 metros ou até 925metros com quatro repetidores.10Base5: Operação com cabo coaxial grosso (0,5 polegadas de diâmetro) com50 Ohms de impedância e alcance máximo de 500 metros ou até 2500 metroscom quatro repetidores.10BaseT: Operação com cabo trançado não blindado (UTP) em topologiaestrela com uso de hubs e alcance máximo de 100 metros.10BaseF: Operação com cabo ótico 62,5/125 micrometros em topologia estrelaou ligação ponto a ponto com alcance máximo de 2000 metros. 17
  18. 18. Ethernet Cesar S. MachadoEssas denominações obedecem ao seguinte esquema: 10Base2 10 Mbps 200 metros sinal banda-base Fig. 10 – Nomenclatura2.8 Dispositivos EthernetSinal de Link: Todos os dispositivos Ethernet 10BaseT transmitem um sinal deLink (enlace) para testar a integridade do cabo. Se o dispositivo possuir um led(normalmente na cor verde) para indicar o sinal de Link, este deverá acender emcada dispositivos conectado. Isso indica que o cabo está montado corretamente,mas não indica qual é a qualidade desse cabo para transmitir os dados, ou seja,mesmo com o led aceso, o sinal pode não trafegar corretamente.Repetidores: Com o uso de quatro repetidores em série é possível criar 5segmentos e estender o alcance dos cabos 10Base5 de 500 para 2500 metros, ou925 metros no caso dos cabos 10Base2. Com quatro repetidores pode-se aindalevar o alcance dos cabos 10BaseT para 400 metros.Número de portas: Um segmento de cabo 10Base2 admite até 30 portasEthernet. Um segmento de cabo 10Base5 admite até 100 portas Ethernet. Umsegmento de cabo 10baseT admite apenas 2 portas Ethernet (a placa de rede euma porta do hub). Uma rede 10BaseT pode ter até 1024 portas.Regra “5-4-3-2-1”: Essa regra se aplica a todas as topologias Ethernet, inclusiveem instalações que empregam hubs ou repetidores. Por essa regra, podem existiraté 5 segmentos de cabos, 4 repetidores, 3 segmentos com dispositivosconectados, 2 segmentos de interligação e 1 domínio de colisão. Se esses limitesforem ultrapassados a rede pode ficar instável. Alguns fabricantes de hubscontudo disponibilizam equipamentos que suportam um número maior derepetições e segmentos. 18
  19. 19. Ethernet Cesar S. Machado R R R R Fig. 11 – RepetiçãoEthernet Full-Duplex: O Ethernet opera normalmente no modo semi-duplex(quando uma placa transmite as outras recebem). No modo de operação duplex,contudo, os dispositivos envolvidos transmitem e recebem simultaneamente.Isso é possível empregando-se placas ou switches com facilidade Full-duplexonde pelos pinos 1,2,3 e 6 do cabo trançado é feita a transmissão e pelos demaisé feita a recepção dos dados. A vantagem dessa operação é a ausência de colisõese o ganho da velocidade que fica praticamente dobrada. Tal sistema, contudo, érestrito à interligação de dois pontos de forma que este recurso é empregadonormalmente para a interligação servidor-switch e switch-switch. 1 1 2 2 3 3 6 6 4 4 5 5 7 7 8 8 Fig. 12 – Ethernet Full-DuplexInterface AUI: A Interface AUI foi criada para permitir a interligação dedispositivos Ethernet a transceivers (conversores de cabos) consistindo numconector do tipo DB15 (15 pinos). Veja no Apêndice E a descrição dessainterface. 19
  20. 20. Ethernet Cesar S. Machado4 Fast-EthernetO Fast-Ethernet foi homologado em 1995 pelo IEEE como protocolo 802.3u.O funcionamento do Fast-Ethernet é praticamente idêntico com o Ethernet de10 Mbps de forma a manter a compatibilidade e, dessa forma, manter o parqueinstalado de dispositivos de rede. Muito criticado na época, devido a sua baixaeficiência, essa estratégia de manter a compatibilidade mostrou ser, com otempo, decisiva para garantir a supremacia do Fast-Ethernet sobre outrosprotocolos concorrentes.A seguir, são apresentadas as principais características específicas do Fast-Ethernet.Slot Time: Como a velocidade do Fast-Ethernet é 100 Mbps, o slot time ficoureduzido para 5,12 µs (um décimo do slot time do Ethernet), implicando numaredução do alcance máximo do cabo de rede para 205 metros, na melhorhipótese. Um alcance maior provocaria colisões.Auto-Negociação: Ao ser conectado a um o cabo trançado, um dispositivoFast-Ethernet que tenha a facilidade de auto-negociação implementada(Autoneg, Autocence ou Nway), emite um pulso para informar ao outrodispositivo que ele pode operar a 100 Mbps. Se o outro dispositivo não retornaro mesmo sinal, assume-se que ele opera a 10 Mbps e o dispositivo em questãotambém passa a operar nesta.Eficiência: Para se usufruir plenamente da velocidade máxima do Fast-Ethernet, é preciso empregar um computador veloz capaz de suportar uma placade rede com barramento igualmente veloz. Mesmo assim, a eficiência máxima doFast-Ethernet é a mesma do Ethernet, ou seja, normalmente baixa. Isso podecausar problemas em certas aplicações em tempo real, tal como videoconferênciaonde voz e vídeo tem de ser sincronizados. Tecnologias proprietáriaspossibilitam aumentar a eficiência nessas aplicações.Codificação: A operação a velocidades de 100 Mbps, ou mais, impede o uso dacodificação Machester empregada no Ethernet de 10 Mbps, pois resultaria emsinais com uma frequência de 100 MHz, tornando a transmissão inviável pormeio dos cabos trançados então existentes. Optou-se portando pela codificaçãoNRZ-I (Non Return to Zero Inverted) que gera frequências máximas de 50MHz. Para minimizar problemas de sincronismo causados pela ausência detransições quando se transmitem seqüências de “0”, ou seja, ausência demudanças do nível do sinal elétrico transmitido, emprega-se um mecanismoconhecido por conversão 4B/5B que consiste em adicionar-se um quinto bit a 20
  21. 21. Ethernet Cesar S. Machadocada conjunto de 4 bits de dados de forma a provocar transições no sinal elétricode forma a possibilitar a recuperação do sincronismo pelo dispositivo remoto.Classes de Repetidores: Foram definidas duas classes de repetidores ou hubsFast-Ethernet: Classe I e II. Repetidores Classe I possuem tempos de esperadilatados o que possibilita a repetição de sinais provenientes de diferentes tiposde cabos, tal como 100BaseTX/FX e segmentos 100BaseT4. Um repetidorClasse II possui tempos de espera menores e portanto só pode repetir sinais deum mesmo tipo de cabo, tal como 100BaseTX/100BaseTX. Se foremempregados os comprimentos máximos dos cabos, um domínio de colisão podepossuir um único repetidor Classe I ou até dois repetidores Classe II.Repetidores: Com o uso de um repetidor (um hub por exemplo) é possívelestender o alcance do cabo trançado a 205 metros.Fast-Ethernet Full-Duplex: O 100BaseTX opera no modo Full Duplex talqual o Ethernet de 10 Mbps.Interface MII: A Interface MII (Media Independent Interface – Interfaceindependente do meio) equivale a antiga interface AUI tendo sido criada parapossibilitar a interconexão a curta distância (0,5 metros) de dispositivos Ethernetde 10 a 1000 Mbps (veja, no Apêncide G, a descrição da interface MII).2.10 Cabeamento Fast-EthernetForam criados três tipos de cabeamento para o Fast-Ethernet. Cabeamento Fast Ethernet 100BaseTX: Cabo categoria 5 100BaseT4: Cabo categoria 3, 4 ou 5 100BaseFX: Cabo ótico100BaseTX: Também denominado 100BaseT, é de longe, o sistema maisempregado. Emprega codificação 4B5B (4 Bits - 5 Bits), ou seja, cada conjuntode 4 bits é convertido num símbolo de 5 bits antes de ser transmitido. Operacom cabos categoria 5 com alcance máximo de 100 metros. Incorpora ainda um 21
  22. 22. Ethernet Cesar S. Machadosistema de autonegociação para operar com dispositivos Ethernet de 10 Mbps. Apinagem no conector RJ45 é a mesma do Ethernet 10BaseT.100BaseT4: Criado para permitir a operação com antigos sistemas decabeamento categoria 3 e 4, além de poder operar também com cabos categoria5, com um alcance máximo de 100 metros. A denominação “T4” vem danecessidade de 4 pares de fios para sua operação. Emprega a codificação 8B6T(8 Bits - 6 Ternários), ou seja, cada conjunto de 8 bits é convertido em 6símbolos ternários (de 3 bits) antes de ser transmitido. A pinagem no conectorRJ45 é diferente, conforme mostra a figura abaixo. Os pares 1 e 2 são dedicadosà transmissão e recepção, respectivamente, ao passo que os pares 3 e 4 sãobidirecionais, podendo tanto transmitir como receber dados. A transmissão daplaca para o hub dá-se através dos pares 1, 3 e 4 (Pinos 1, 2, 4, 5, 7 e 8) e atransmissão do hub para, a placa através dos pares 2, 3 e 4 (pinos 1, 2, 3, 4, 7 e8). Hub Placa 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 Fig. 13 – Esquema do 100BaseT4100BaseFX: Criado para operar com cabo ótico multimodo 62,5/125micrometros em topologia estrela ou em ligação ponto a ponto com alcancemáximo de 2000 metros ou mais. É possível empregar-se fibra monomodo, maso IEEE802.3u não prevê sua aplicação. Também emprega a codificação 4B5B.Pode operar com diversos tipos de conectores óticos tais como ST, SC, SMA eFDDI. 22
  23. 23. Ethernet Cesar S. Machado5 Ethernet GigabitO Gigabit Ethernet teve seu desenvolvimento iniciado tão logo o Fast-Ethernetfoi concluído. Sua homologação ocorreu em 1998 como IEEE 802.3z.A fim de manter total compatibilidade com o Ethernet e o Fast-Ethernet, oGigabit emprega a mesma arquitetura CSMA/CD, formato de frame,temporizações e sistema de cabeamento do Ethernet convencional. Porémdevido à velocidade, alguns recursos novos tiveram de ser implementados.Slot Time: O slot time do Ethernet é 51,2 µs e o do Fast-Ethernet 5,12 µs, oque implicou numa redução de dez vezes no comprimento do cabo (de 2km para200 metros). O Ethernet Gigabit, operando a 1 Gbps implicaria num slot timede 0,512 µs e, consequentemente, num comprimento de cabo inaceitável deapenas 2 metros. Em função disso foi definido o aumento do tamanho mínimodo frame de 64 para 512 bytes para manter o slot time em 5,12 µs e o alcance docabo em 205 metros.Codificação: O Ethernet Gigabit emprega a codificação 8B10B (8 Bits - 10Bits) ou seja, cada conjunto de 8 bits é convertido num símbolo de 10 bits antesde ser transmitido de forma a manter a freqüência do sinal dentro de uma faixade freqüência estreita. Ainda assim, para operar nessa velocidade, o Gigabit exigeo uso dos 4 pares de fios do cabo UTP, sendo dois pares para transmitir e doispara receber dados.Eficiência: Devido ao aumento do tamanho mínimo do frame de 64 para 512bytes, não se pode esperar um aumento de 10 vezes da performance com relaçãoao Fast-Ethernet, pois se o volume de dados transmitidos for pequeno, o pacoteterá de ser preenchido com bytes nulos (padding = extensão da portadora) paraatender a especificação do tamanho mínimo do pacote e, por conseguinte, o slottime.Packet Bursting: Para compensar o problema da baixa eficiência do Gigabitcom a transmissão de frames pequenos, foi criado um recurso de packet burstingonde frames de dados pequenos são agrupados e transmitidos em conjuntodentro do espaço ocioso de frames de 512 bytes. Tal recurso, porém, exige queos protocolos superiores sejam alterados para tirar proveito dessa tecnologia.Jumbo Frame: Recurso criado para aumentar a taxa de transferência de dadosefetiva, consistindo em aumentar o tamanho máximo dos pacotes Gigabit de1518 para 8192 bytes. Como não é um recurso padronizado pelo IEEE, pode 23
  24. 24. Ethernet Cesar S. Machadohaver incompatibilidade entre dispositivos de fabricantes diferentes que operemcom esse recurso.Integração com Outras Tecnologias: Para aumentar a eficiência dacomunicação, o Ethernet Gigabit trabalha com outras especificações do IEEE eda IETF tal como as normas 802.3x para controle de fluxo, 802.1Q paraimplementação de VLANs (Lans virtuais), 802.1p para priorização de tráfego eRSVP para reserva de banda.2.12 Cabeamento Ethernet GigabitInicialmente o Ethernet Gigabit foi proposto para operar apenas com fibra ótica.Posteriormente o IEEE 802.3z especificou diversos tipos de cabos: 10BaseTX,10BaseLX, 10BaseSX e 10BaseCX. Cabeamento Ethernet Gigabit 1000BaseTX: Cabo categoria 5 1000BaseLX: Cabo ótico (ondas longas) 1000BaseSX: Cabo ótico (ondas curtas) 1000BaseCX: Cabo trançado blindado1000BaseTX: Cabo trançado não blindado (UTP) categoria 5, com quatro paresde fios e alcance de 100 metros.1000BaseLX: Cabo ótico multimodo com transceptor de comprimento de ondalonga (1300 nanômetros) e alcance de até 550 metros. Também opera com caboótico monomodo podendo chegar a 5000 metros de alcance.1000BaseSX: Cabo ótico multimodo com transceptor de comprimento de ondacurta (850 nanômetros). Com fibra de 62/125 µm o alcance chega a 275 metrose com fibra de 50 µm, o alcance chega a 550 metros.1000BaseCX: Cabo trançado blindado para interligação de equipamentos a curtadistância (jumper) com 25 metros de alcance no máximo. 24
  25. 25. Ethernet Cesar S. MachadoA tabela apresentada a seguir mostra uma comparação das principaiscaracterísticas das variações do Ethernet. Tabela Comparativa Características Ethernet Fast-Ethernet Gigabit Velocidade 10 Mbps 100 Mbps 1000 Mbps Duração de 1 bit 100 ns 10 ns 1 ns Intervalo entre pacotes 9,6 us 0,96 us 0,096 us Slot Time 52,5 us 5,2 us 5,2 us Codificação Manchester 4B5B 8B10B Menor pacote 64 Bytes 64 Bytes 8192 Bytes Maior pacote 1518 Bytes 1518 Bytes 1518 Bytes Normatização IEEE 802.3 802.3u 802.3z 25
  26. 26. Ethernet Cesar S. Machado5. Ethernet 10GO Ethernet 10G é uma evolução do tradicional protocolo Ethernet, operando auma velocidade de 10 Gbps. Suas características obedecem a especificaçãoIEEE802.3ae aprovada, em caráter definitivo, em 13 de junho de 2002. Assimcomo o desenvolvimento do Fast Ethernet foi baseado na codificação do FDDI,o ponto de partida do Ethernet 10G foi a tecnologia Fiber Channel, umainterface desenvolvida a partir de 1988 com objetivo de interconectar periféricosem alta velocidade. O formato do quadro e a topologia de rede são os mesmosdo IEEE 802.3.Full Duplex: O Ethernet 10G, ao contrário de seus antecessores, operasomente no modo full-duplex e com fibras óticas.Sinalização: A infraestrutura de empregada deve ser a DWDM (DenseWavelenght Division Multiplexing) ou a Sonet/SDH. O alcance pode chegar aos40 Km contra os 5 KM do Gigabit.Interface Física: Foram definidos 7 tipos de interface física PHY - PhysicalInterface - todas empregando fibras ópticas. A PHY equivale a camada 1 doModelo OSI e incorpora as subcamada PCS e PMD. Cada PHY abrange umPCS (Phyical Coding Sublayer) responsável por controlar os modelos de bitstransmitidos e um PMD (Physical Media Dependent) responsável por converteros bits em sinais luminosos.Cabeamento: Enquanto as versões predecessores do Ethernet empregavamfibras monomodo ou multimodo por meio das quais os bits trafegam numdeterminado comprimento de onda, o IEE802.3ae suporta luz com trêscomprimentos de onda independentes, cada qual com seu próprio PMD: 850nm em multimodo, 1310 bm e 1550 nm em monomodo. Existem ainda PHYsde LAN e WAN para cada PMD. Multiplicando-se três ópticas por dois PHYstemos seis interfaces exclusivas. A sétima interface, também denominada LX4, éuma LAN PHY que opera com 1310 nm.Enquanto os PMDs convertem bits em luz de forma serial, a interface WWDMusa a tecnologia WDM para multiplexar os bits por meio de quatro ondas de luz,suportanto fibras de 62 um multimodo e 9 um monomodo.Essa variedade se explica pela necessidade de se aproveitar as fibras instaladas eem uso pelo mercado. 26
  27. 27. Ethernet Cesar S. MachadoComo o WAN PHY utiliza os mesmos PMDs que a LAN PHY, não háaumento da distância. O seu objetivo é facilitar a integração das conexões 10Gcom as fibras padrão OC-192 do Sonet que opera a uma velocidade parecida(9,953 GBps). Como o 10G não implementa o clock do Sonet, ele não podecompartilhar diretamente um anel Sonet. Interfaces Ethernet 10G Interface Tipo PMD (nm) PHY Fibra 10GBase-SR Serial 850 LAN Multimodo 50 e 62.5 10GBase-LR Serial 1310 LAN Monomodo 9 10GBase-ER Serial 1550 LAN Monomodo 9 10GBase-LX4 WWDM 1310 LAN Mono 9 e Multi 62,5 10GBase-SW Serial 850 WAN Mono 9 e Multi 62,5 10GBase-LW Serial 1310 WAN Monomodo 9 10GBase-EW Serial 1550 WAN Monomodo 9QoS: Para proporcionar QoS - Qualidade de Serviço, deve-se empregar aestrutura de protocolos superiores, tais como o TCP/IP. 27
  28. 28. Ethernet Cesar S. Machado6. Metro EthernetCom o desenvolvimento da tecnologia Ethernet de alta velocidade, assim comosua onipresença em todas as empresas e usuários domésticos, surgiu a percepçãode que essa tecnologia poderia ser adaptada para constituir aquilo o que nosEstados Unidos é conhecido como circuito de última milha, ou seja, ainterligação do usuário final a operadora de telecomunicações, no lugar de outrastecnologias tradicionais, tais como Cable Modem, xDSL ISDN e as linhasprivativas.O objetivo do Metro Ethernet é disponibilizar conexões ponto a ponto entreusuários empregando-se as tecnologias Sonet e DWDM para transportar oEthernet com certas adaptações, pois essas tecnologias originalmente trabalhamcom a multiplexação estatística dos dados a qual o Ethernet não suporta. NoBrasil emprega-se o SDH ao invez do Sonet.EFM: Nos EUA costuma-se chamar o acesso ao usuário de Last Mile. Com oMetro Ethernet, surgiu a designação EFM, ou seja, Ethernet First Mile.Atrativos: O Metro Ethernet tem como principais atrativos um menor custo deimplantação e a compatibilidade imediata com os dispositivos de rede existentes.Conexão dos Usuários: Cada usuário tem que ser interligado a um switchethernet com facilidade de porta Metro Ethernet, localizado na operadora local.Muitos switches já estão sendo produzidos com essa facilidade.Serviços: Existem dois tipos de serviços EFM, ambos oferecidos na camada L2: • Transparente Vlan Service: O provedor não faz comutação de VLANs. A VLAN é a mesma, existindo um só domínio de broadcast. • Direct VLAN Service: O provedor faz comutação de VLANs. Podem existir vários domínios de broadcast.Caso o cliente deseje operar com roteamento de pacotes (L3) ele deverá fazê-lodentro de sua própria infra-estrutura. As velocidades oferecidas pelas operadospodem variar de 10 a 1000 MBps. Outras facilidades oferecidas podem incluir oemprego de VPNs para garantir a confidencialidade das informações.Dark Fiber: Trata-se de uma fibra escura ou apagada onde a operadora nãofornece obrigatoriamente o sinal de dados. Com isso ela pode simplesmente ligaruma ponta a outra, cabendo ao cliente modular o sinal ótico. Assim o cliente tem 28
  29. 29. Ethernet Cesar S. Machadoliberdade, por exemplo, para selecionar com qual velocidade deseja operar, porexemplo 10 ou 100 MBps.DWDM: Multiplexagem Densa por Divisão de Comprimento de Onda. É umatecnologia para se ter acesso ao anel ótico SDH que pode transportar Ethernet,empregando vários comprimentos de onda diferentes na mesma fibra. Variosclientes podem ser multiplexados diretamente no dispositivo ótico DWDM. ODWDM pode ser implementado simultaneamente com uma nova rede ou serusada para re-equipar sistemas sobrecarregados já existentes, aumentando abanda existente de forma escalável.CWDM: A tecnologia CWDM (WDM Esparso ou Coarse) possibilita amultiplexação de comprimentos de onda diferentes em uma mesma fibra óptica,garantindo uma elevada banda passante. O CWDM consegue multiplexar de 4 a8 canais em uma mesma fibra, com separação entre lambdas de cerca de 10 a 20nm. Utilizando lasers como transmissores e sendo desnecessária a presença deamplificadores ópticos (EDFAs), esta solução torna-se economicamente maisatrativa. O CWDM suporta os protocolos STM-16 e Gigabit Ethernet e operacom laços de 20 a 70 Km, garantindo taxas de transmissão de até 2.5 Gb/s. 29
  30. 30. Ethernet Cesar S. Machado7. Os FatosA seguir vem um resumo de tudo o que foi apresentado nos capítulos anteriores. • Ethernet é a denominação comercial do protocolo CSMA/CD. • O Ethernet é um protocolo MAC (Media Access Control), ou seja, um protocolo que permite o acesso ao cabo ou meio de transmissão. • O objetivo do Ethernet é possibilitar a interligação dos computadores em rede e, mais recentmente, redes com redes. • O Ethernet foi a primeira tecnologia para redes locais de computadores a funcionar satisfatoriamente. • O Ethernet é necessário porque as características elétricas dos bits existentes nos computadores impedem que os mesmos sejam transmitidos diretamente por um cabo. • Devido a sua simplicidade e baixo custo, o Ethernet tornou-se a tecnologia de rede local mais empregada no mundo. • 802.3 é o padrão IEEE que a família de produtos Ethernet obedece. • O Ethernet operava inicialmente a um velocidade de 10 Mbps. Implementações de 100, 1000 e 10.000 Mbps foram posteriormente criadas. • Fast-Ethernet é a denominação da implementação de 100 Mbps. • Gigabit Ethernet é denominação da implementação de 1000 Mbps. • Ethernet 10G é denominação da implementação de 10.000 Mbps. • Metro Ethernet é a aplicação da tecnologia Ethernet para realizar conexões de última milha. • DWDN e CWDM são tecnologias que possibilitam trafegar o uma ou mais conexões Ethernet a alta velocidade por meio de fibras óticas já existentes, sejam apagadas sejam as que fazem partes de redes existentes como Sonet e SDH. 30
  31. 31. Ethernet Cesar S. Machado APÊNDICE A: Padrões Ethernet Protocolo Ano DescriçãoExperimental 1972 2.94 Mbps sobre barramento de cabo coaxial. 10 Mbps sobre cabo coaxial fino - Frames tem um campo Type. Esse formato de frame é(DIX v2.0) 1982 usado em todas as aplicações TCP/IP Internet. 10 Base5 - 10 Mbps sobre cabo coaxial grosso – Idêntico ao DIX mas com o campoIEEE 802.3 1983 Lenght ao invés de Type.802.3a 1985 10 Mbps sobre cabo coaxial fino padrão 10Base2.802.3b 1985 10BROAD36 – 10 Mbps sobre cabo coaxial de 75 ohms usado para CATV.802.3c 1985 10 Mbps com repetidores.802.3d 1987 FOIRL (Fiber-Optic Inter-Repeater Link) – 10 Mbps sobre fibras óticas.802.3e 1987 1BASE5 - 1 Mbps operando em redes StarLAN.802.3i 1990 10BASE-T - 10 Mbps sobre pares trançados UTP.802.3j 1993 10BASE-F - 100 Mbps sobre fibras óticas.802.3u 1995 100BASE-TX, 100BASE-T4, 100BASE-FX Fast Ethernet - 100 Mbps.802.3x 1997 Operação full duplex e controle de fluxo.802.3y 1998 100BASE-T2 100 Mpbs sobre cabos UTP de baixa qualidade.802.3z 1998 1000BASE-X 1 Gbps sobre fibra óticas802.3-1998 1998 Uma revisão do standard incorporando as mudanças acima e errata.802.3ab 1999 1000BASE-T 1 Gbps sobre cabos UTP. Max frame size estendido para 1522 bytes para possibilitar Q-tag : 802.1Q, VLANse802.3ac 1998 informações de priorização de tráfego 802.1p.802.3ad 2000 Link aggregation para links paralelos.802.3-2002 2002 Uma revisão do standard incorporando as três mudanças acima e errata. 10 Gbps sobre fibras óticas - 10GBASE-SR, 10GBASE-LR, 10GBASE-ER, 10GBASE-802.3ae 2003 SW, 10GBASE-LW, 10GBASE-EW.802.3af 2003 Power over Ethernet.802.3ah 2004 Ethernet de Primeira Milha.802.3ak 2004 10GBASE-CX4 - 10 Gbps sobre dois cabos twin-axial.802.3-2005 2005 Uma revisão do standard incorporando as quatro mudanças acima e errata.802.3an 2006 10GBASE-T 10 Gbpsit sobre cabos UTP.802.3ap 2007 Ethernet sobre backplanes - 1 a 10 Gbps.802.3aq 2006 10GBASE-LRM 10 Gbps sobre fibra multimodo802.3ar 2007 Gerenciamento de congestionamento.802.3as 2006 Frame expansion.802.3at 2008 Aprimoramentos no Power over Ethernet .802.3au 2006 Requisitos de isolação elétrica para Power Over Ethernet (802.3-2005/Cor 1)802.3av 2009 10 Gbit/s EPON. Higher Speed Study Group – Grupo que está desenvolvendo o Ethernet de 100 Gbps para802.3 HSSG 2009 operar de 100 m a 10 km sobre fibras óticas. 31
  32. 32. Ethernet Cesar S. Machado APÊNDICE B: Erros nas Interfaces EthernetDispositivos de rede Cisco disponibilizam uma série de informações sobre cadauma de suas interfaces Ethernet de forma a auxiliar nas atividades de suporte emanutenção. A tabela apresentada a seguir descreve esses parâmetros e comointerpreta-los.Erro Descrição CausasCollision Colisão entre dois pacotes na interface. Configuração half/full duplex diferente nas portas; cabo acima do comprimento máximo, excesso de tráfego, porta ou cabo com defeito.Runts Pacote com tamanho inferior ao mínimo permitido pelo Ethernet (64 Bytes) com um FCS falho.Giants Pacote com tamanho superior ao máximo permitido pelo Ethernet (1518 Bytes).Defferred Contenção ao se tentar o acesso ao meio. Tráfego excessivo.Late Collisions Colisão entre dois pacotes na interface Configuração half/full ocorrido quando da transmissão dos duplex diferente nas portas; últimos bits do mesmo. cabo acima do comprimento máximo, excesso de tráfego, porta com defeito, cabo com defeito.Carrier Sence Falha na tentativa de transmissão de dados.Excessive 16 tentativas de transmissão queCollisions resultaram em 16 colisões.Multiple Várias colisões ocorridas antes de se obterCollisions sucesso na transmissão.Single collision Uma colisão ocorrida antes de se obter sucesso na transmissão.Alignment Um frame recebido com número de bytesErrors impar e com erro de FCS.FCS (Frame Frame recebido com erro de CRC.CheckSequenceXmit-Err Buffer de transmissão interno cheio.Rcv-Err Buffer de recepção interno cheio.UnderSize Pacote com tamanho inferior ao mínimo permitido pelo Ethernet (64 Bytes) com um FCS válido. 32

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