20220812 Aula 4 CA Protocolo IEEE 802.x CPS.pptx

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Controle e Automação
Aula 4 - Protocolo IEEE 802.x
Engenharia Elétrica
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Conteúdo
Ethernet & IEEE 802.x
Equipamentos Ethernet
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Padrão 802 – Dois tipos de nós de rede
Data Terminal Equipment (DTE)
São dispositivos geradores ou destinatários finais dos pacotes de dados.
DTEs são tipicamente PCs, estações de trabalho, servidores de arquivos,
impressoras de rede, etc. Todos com a característica de estação
destinatária.
Data Communication Equipment (DCE)
Dispositivos intermediários de rede, que recebem e retransmitem pacotes
de dados ao longo da rede. DCEs podem ser dispositivos autônomos tais
como repetidores, comutadores (switches) ou roteadores ou interfaces de
comunicação tais como placas de rede.
Introdução
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Modelo
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Quadro IEEE 802.3
Preamble: sete octetos de 1 e 0
SOF: um octeto de 1 e 0 terminando com 2 uns
IG: 12 octetos de tempo idle entre quadros
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Subcamada Física e Meio Físico
Suporta as seguintes subcamadas físicas:
10Base5 (thick ethernet ou thicknet) foi a variante comercial do Ethernet.
Seu meio físico era um cabo coaxial similar ao RG-8/U mas com uma camada
extra de isolamento
10Base2 (cheapernet, thin Ethernet, thinnet, e thinwire) variante do
Ethernet que utilizava um cabo coaxial fino (RG-58A/U ou similar) terminado
com conectores BNC
10BaseT
10BaseF
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Restrições: em relação ao comprimento do cabo
10Base5 - 500 m
10Base2 - 185 m
10BaseT - 100 m
10BaseF - 2000 m
EIA/TIA-568 é o conjunto de
padrões de telecomunicações da
Associação das Indústrias de
Telecomunicações. Os padrões são
relacionados ao cabeamento de
edifícios comerciais para produtos e
serviços de telecomunicações.
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Categorias de Cabos UTP (100 ohms) - TIA/EIA 568-A
Categoria 3: Suporta até 16 MHz. Pode ser usado com 10Base-T
Categoria 4: Suporta até 20 MHz. Pode ser usado com 10Base-T
Categoria 5: Suporta até 100 MHz. Pode ser usado com 10Base-T,
100Base-T4, 100Base-T2 e 100Base-TX
Categoria 5e: "Enhanced Cat 5" excede o Cat 5 em desempenho,
suportando frequências até 100 MHz. Suporta 10Base-T, 100Base-T4,
100Base-T2 e 100BaseTX
Categoria 6: Freq. até 250 MHz, suporta Ethernet de 1 Gbps
Categoria 7: Freq. até 600 MHz, suporta Ethernet de 10 Gbps
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Subcamada MAC
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Subcamada MAC
Responsável por:
Encapsulamento dos dados: montagem do quadro, interpretação do quadro,
detecção de erros durante e após a recepção
Controle de acesso ao meio: incluindo delimitação dos quadros, recuperação
de uma falha de transmissão
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Comprimento máximo do segmento
Depende de:
Tempo que o sinal leva para se propagar no cabo
Depende do meio físico utilizado (coaxial, UTP, fibra)
Tamanho mínimo do pacote Ethernet (64 bytes)
Velocidade de transferência (Ethernet = 10 Mbps)
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Repetidor
HUB
Bridge
Switch
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Repetidor
Todo sinal recebido por uma porta é repetido nas outras portas
Restrições
Estas restrições são estabelecidas devido ao problema da colisão ter que ser
detectada antes da transmissão do octeto 64
Restrições quanto ao número de repetidores em cascata:
Utilizando somente cabo coaxial (10Base2 ou 10Base5)
Máximo de 4 repetidores entre dois nós
Sendo que 2 segmentos não podem ser povoados!
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HUB
Repetidor para topologia física tipo estrela
Utilizado com cabeamento estruturado
Utilizado junto aos concentradores de fiação (patch panel)
Funcionamento:
Sinal recebido em uma porta é repetido nas outras
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HUB
Restrições
Estabelecidas devido ao problema da colisão ter que ser detectada antes da
transmissão do octeto 64
Restrições quanto ao número de HUBs em cascata:
Máximo de 4 HUBs entre dois nós quaisquer
Em sistemas híbridos (UTP e coaxial):
Máximo de 4 repetidores (ou HUBs) entre dois nós quaisquer
Número máximo de 3 segmentos de cabo coaxial em um caminho
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HUB
Exemplo
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HUB
Empilhamento
Muitos HUBs permitem o empilhamento (stack)
Forma de interligação de HUB na qual o conjunto é considerado como um único
HUB para efeito de restrições de cascateamento
Realizado através de uma interface e cabo especial.
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Bridge
“Ponte” entre redes
Permite “juntar” duas redes locais (dois barramentos) formando uma única
rede
A bridge, ao invés do repetidor que sempre propaga um pacote para
todas as interfaces, somente propaga para uma determinada interface
quando for estritamente necessário.
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Bridge
Funcionamento
Para cada porta é mantido uma tabela (tabela de bridging) com os endereços
Ethernet das interfaces que estão a partir desta porta
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Bridge
Funcionamento
A “Tabela de Bridging” é construída dinamicamente:
Quando um pacote Ethernet é recebido por uma das portas, é obtido o endereço
ethernet de origem do pacote (máquina que o enviou).
É verificado se este endereço já existe na tabela de bridging desta porta
Se não existir, este é inserido
Cada entrada possui um tempo limitado de vida.
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Switch
Evolução da Bridge:
Várias portas
Várias transmissões entre portas simultaneamente
Utilização de buffers (para enfileirar pacotes quando a porta de destino está
ocupada
Formas de operação
Cut-throw (mais eficiente) switch
Store and Forward
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Switch
Formas de operação
Store and Forward
Armazena o pacote inteiro (store) para então envia-lo pela porta destino
Cut-throw (mais eficiente)
Assim que o campo de destinatário é recebido pode começar a enviar o pacote
pela porta destino
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