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  1. 1. Arquitetura IEEE 802 Redes de Computadores Instituto de Informática - UFRGS IEEE Standard 802 Instituto de Informática - UFRGS ! Funções do MAC/LLC são as mesmas da camada de enlace. Porque dividir? ● Nível 2 ISO não específica A. Carissimi -9-avr.-10 controle de acesso ao meio ● O LLC pode ser transportado Aula 11 por diferentes níveis MAC Redes de Computadores 2 Standard IEEE 802 Um pouco de história.... a Ethernet Padrão para redes locais desenvolvido pela DEC, Intel e Xerox (DIX) 802.10 security ! 802.2 Logical Link Control ● Velocidade de transmissão de 10 Mbps 802 Overview e Architecture Data ● Sinalização Manchester 802.1 Bridging 802.1 management Link ● Controle de acesso ao meio é CSMA/CD 1-persistente 802.3 802.4 802.5 802.6 802.11 Layer ● Topologia em barramento Medium Medium Medium Medium Medium ! Padrão proprietário que serviu de base para a definição do padrão Acess Acess Acess Acess Acess ... Instituto de Informática - UFRGS Instituto de Informática - UFRGS internacional IEEE802.3 ● Muito similares 802.3 802.3 802.3 802.3 802.3 Physical ● Algumas mudanças para descaracterizar a patente industrial da Ethernet Physical Physical Physical Physical Physical Layer ● Tipo de cabo, formato do quadro, topologia da rede, função dos A. Carissimi -9-avr.-10 A. Carissimi -9-avr.-10 transceptores Seus criadores foram Bob Metcalfe e David Boggs, o primeiro fundou a 3Com Redes de Computadores 3 Redes de Computadores 4
  2. 2. Standard IEEE 802.3 Quadro IEEE 802.3 versus quadro Ethernet ! Características fundamentais ● Velocidade de transmissão de 10 Mbps ● Sinalização Manchester ● Controle de acesso ao meio é CSMA/CD 1-persistente ● Define topologias em barramento e estrela ! Quadro e funcionamento difere da Ethernet em dois pontos Instituto de Informática - UFRGS Instituto de Informática - UFRGS ● Preâmbulo ● Interpretação do campo de controle tipo (Ethernet) e tamanho (IEEE 802.3) ! Ainda, por questões de custo... ● Oferece um serviço não orientado a conexão, sem confirmação, apenas com A. Carissimi -9-avr.-10 A. Carissimi -9-avr.-10 detecção de erro (CRC) Redes de Computadores 5 Redes de Computadores 6 Formato do quadro 802.3: preâmbulo e SOF Endereço MAC 7 1 2 ou 6 2 ou 6 2 0 a 1500 0 a 46 4 7 1 2 ou 6 2 ou 6 2 0 a 1500 0 a 46 4 ≈ ≈ Preâmbulo SOF End. destino End. fonte Tamanho dados pad CRC Preâmbulo SOF End. destino End. fonte Tamanho dados pad CRC ≈ ≈ Instituto de Informática - UFRGS Instituto de Informática - UFRGS ! Quadro é delimitado por um preâmbulo e um período de silêncio: ! Endereços físicos em 2 ou 6 bytes do destinatário e do fonte ● Seqüência de 7 bytes com o padrão 10101010 ● Na prática encontra-se apenas endereços em 6 bytes ● Gera onda quadrada durante 5.6 µsec (10 Mbps) com codificação ! Três tipos de endereços: Manchester ● Unicast: identifica uma estação individualmente como origem ou destino ● Multicast: identifica um grupo de estações como destino A. Carissimi -9-avr.-10 A. Carissimi -9-avr.-10 ● Sinaliza o início da transmissão de um quadro ● Broadcast: identifica como destino todas as estações da rede ● Auxilia a sincronização entre o transmissor e o receptor ! Representado por números hexa separados por dois pontos: ! Start Of Frame (SOF): byte 10101011 ● e.g.: 08:00:20:1A:20:09 Redes de Computadores 7 Redes de Computadores 8
  3. 3. Formato do endereço MAC Convenções em RFCs ! Identificação do tipo de endereço (bit I/G) ● I/G = 0: endereço de unicast; I/G = 1: endereço multicast ou broadcast ! Alocação de endereços (bit U/L) ● U/L = 0: atribuído pela IEEE (global); U/L = 1; atribuído localmente Identificador do fabricante (se atribuído pela IEEE) Número serial da placa de rede Instituto de Informática - UFRGS Instituto de Informática - UFRGS 48 bits Byte MSB Byte LSB ! Os bits são numerados da esquerda para a direita a partir de zero A. Carissimi -9-avr.-10 A. Carissimi -9-avr.-10 Bit 0: I/G ! O endereço MAC é transmitido na rede: Bit 1: U/L ● Byte mais significativo ao menos significativo ● Do bit menos significativo para ao mais significativo Redes de Computadores 9 Redes de Computadores 10 Tamanho/Tipo da área de dados Área de dados e padding 46 <=n <=1500 7 1 6 6 2 0 a 1500 0 a 46 4 7 1 2 ou 6 2 ou 6 2 0 a 1500 0 a 46 4 ≈ ≈ Preâmbulo SOF End. destino End. fonte Tamanho dados pad CRC Preâmbulo SOF End. destino End. fonte Tamanho dados pad CRC ≈ ≈ Instituto de Informática - UFRGS Instituto de Informática - UFRGS ! Interpretação depende do valor ! Seqüência de n bytes de dados ● Valor ≤ 1518, indica o tamanho da área de dados (46 a 1500) ● Quantidade máxima 1500 bytes: razões históricas ● A área de dados é LLC PDU (IEEE 802.2) ● Quantidade mínima 46 bytes: funcionamento correto do CSMA/CD ● CSMA exige que os quadros tenham duração ≥ 51.2 µs ● Valor > 1536, define o tipo da PDU que está encapsulada A. Carissimi -9-avr.-10 A. Carissimi -9-avr.-10 ● Considera atraso de 25.6 µs para 2500 m (regra 5-4-3) e 10 Mbps ● e.g.:0x800 para protocolo IP, 0x806 para o protocolo ARP ● Padding é a inserção de bytes extras (sem informação) na área de dados para completar o tamanho mínimo necessário Redes de Computadores 11 Redes de Computadores 12
  4. 4. Frame Check Sequence (FCS) Algoritmo de recepção de quadros IEEE 802.3 7 1 2 ou 6 2 ou 6 2 0 a 1500 0 a 46 4 ≈ Preâmbulo SOF End. destino End. fonte Tamanho dados pad CRC ≈ Instituto de Informática - UFRGS Instituto de Informática - UFRGS ! Código para detecção de erros (CRC-32) ! Calculado considerando endereço do destinatário, do remetente, campo de tamanho e a área de dados A. Carissimi -9-avr.-10 A. Carissimi -9-avr.-10 Redes de Computadores 13 Redes de Computadores 14 Algoritmo de transmissão de quadros IEEE 802.3 Algoritmo de recuo binário exponencial (backoff) 96 tempos de bits 48 tempos de bits Instituto de Informática - UFRGS Instituto de Informática - UFRGS A. Carissimi -9-avr.-10 A. Carissimi -9-avr.-10 Jam: para garantir energia suficiente para que Um slot time = 51.2 µs (tamanho do quadro a 10 Mbps) uma colisão seja detectada Redes de Computadores 15 Redes de Computadores 16
  5. 5. Desempenho do 802.3 O original: IEEE802.3 10 Mbps ! O desempenho de uma rede IEEE 803.2 depende de: ! Diferentes implementações em função do suporte físico ● Tempo de espera para transmitir quadros se meio está ocupado ● Notação: ● Número de colisões ocorridas (força retransmissão e execução do backoff) [taxa de transmissão][método de sinalização][tamanho máx do segmento] ! Possíveis soluções: ● E.g.: 10Base5, 10Base2, 10Base-T (Twisted-pair), 10Base-F (Fibra) ● Segmentação da rede: divisão em diferentes domínios de colisão ! Problemas da especificação IEEE 802.3 ● Utilização de full duplex ● half-duplex Instituto de Informática - UFRGS Instituto de Informática - UFRGS ● Adendos para IEEE 802.3: aumento da taxa de transmissão, porém ● Enquanto uma estação “conversa” as demais devem apenas “escutar” CSMA/CD deve continuar funcionando, portanto, se deve: ● Meio compartilhado ● diminuir o diâmetro da rede OU ● Disputa de acesso ao meio A. Carissimi -9-avr.-10 A. Carissimi -9-avr.-10 ● aumentar o tamanho mínimo do quadro ● Possibilidade de colisões e tratamento Redes de Computadores 17 Redes de Computadores 18 Adendos a IEEE802.3 Fast Ethernet (IEEE 802.3u) ! Objetivos: ! Especificação 100 Base T ● Tornar a rede mais rápida em fator de 10 ● Topologia em estrela ● Manter compatibilidade retroativa com o padrão existente ● Suporte a par trançado (100 base TX e 100 base T4) e fibra (100 base FX) ! Linha evolutiva ! Tempo de transmissão reduzido por um fator 10 ● Fast Ethernet (100 Mbps) ● 512 tempos de bit (quadro de 64 bytes) são 5.12 us ● Gigabit Ethernet (1000 Mbps = 1 Gbps) Para CSMA/CD operar corretamente deve-se ou aumentar o Instituto de Informática - UFRGS Instituto de Informática - UFRGS ! ● 10 Gigabit Ethernet (10000 Mbps = 10 Gbps) tamanho mínimo do quadro ou diminuir a distância por um fator 10 ● Opção foi diminuir a distância para manter o mesmo quadro do IEEE802.3 ● Supõe o uso de hubs A. Carissimi -9-avr.-10 A. Carissimi -9-avr.-10 ! Uso de full-duplex em switches ! Codificação utilizada: ● 4B/5B para 100 Base TX e FX e 8B/6T para 100 Base T4 Redes de Computadores 19 Redes de Computadores 20
  6. 6. Gigabit Ethernet Leituras complementares ! IEEE 802.3z (fibra óptica) ! Stallings, W. Data and Computer Communications (6th edition), ● 1000 Base SX (Short) Prentice Hall 1999. ● 1000 Base LX (Long) ● Capítulo 13. Seção 13.1, 13.2 ! IEEE 802.3ab ● Capítulo 14, seção 14.1 ● 1000 base TX ! Tanenbaum, A. Redes de Computadores (4a edição), Campus 2003. ● Gigabit ethernet em cabos categoria UTP 5 até 100m ● Capítulo 4, seção 4.3 Instituto de Informática - UFRGS Instituto de Informática - UFRGS ● Padrão permite uso em half-duplex (com hubs), mas, nesse caso, o tamanho mínimo do quadro é de 512 bytes para não reduzir o diâmetro da rede ! IEEE 802.3ae A. Carissimi -9-avr.-10 A. Carissimi -9-avr.-10 ● 10 Gigabit Ethernet Redes de Computadores 21 Redes de Computadores 22

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