O documento discute os protocolos de controle de acesso ao meio (MAC) utilizados em redes de computadores. Apresenta as topologias de redes de meio compartilhado e descreve protocolos como ALOHA, CSMA e CSMA/CD. Também aborda desafios e protocolos para redes sem fio, incluindo o problema das estações escondidas e expostas e o protocolo MACA.

1. Camada de Enlace de Dados - MAC Prof. Mauro Tapajós

2. Camada de Enlace de Dados

4. Uma rede ponto-a-ponto não tem este problema já que é uma comunicação entre 2 partes

5. Também chamadas de redes multiacesso ou broadcast

6. Basicamente LAN’s, comunicação por satélites ou rádio broadcast

7. Topologia de Redes de Meio Compartilhado ( Broadcast )

9. Qualquer transmissão de qualquer estação percorre todo o meio (cabo)

10. Exige terminação no fim do cabo que compõe o barramento LAN com Topologia de Barramento (BUS)

12. Sem loops na sua topologia

13. Cada trecho de cabo segue até um equipamento de rede que pode ter outros trechos

14. Qualquer transmissão de qualquer estação percorre toda a árvore LAN com Topologia em Árvore

15. LAN com Topologia em Árvore

17. Quando um quadro é recebido, o receptor copia o mesmo para si e o encaminha para o anel

18. O quadro então circula pelo anel de volta para quem o originou que então o retira da rede LAN com Topologia em Anel

19. LAN com Topologia em Anel

21. O equipamento pode simplesmente fazer cópias do que recebe de cada estação e encaminhar para todas as outras ou pode comutar somente enviando para a estação de destino do quadro LAN com Topologia em Estrela

22. LAN com Topologia em Estrela

23. Muitos usuários tipicamente compartilham um link único ou um meio de transmissão único Como dar acesso a todos eles? Acesso ao Meio de Transmissão

24. Se mais de um host envia quadros ao mesmo tempo, haverá uma colisão Necessidade de um algoritmo para compartilhamento do canal: Protocolo de Controle de Acesso ( Media Access Protocol ) Protocolos de Controle de Acesso ao Meio de Transmissão

26. Está no nível mais baixo da camada de enlace

27. Responsável pelo movimento ordenado de dados no meio compartilhado

28. As LAN´s e comunicação sem fio normalmente são baseadas em tecnologias de acesso múltiplo

29. Exemplo: Time Division Multiple Access (TDMA) A capacidade do canal é designada para usuários do sistema mesmo se eles não tem nada a transmitir. Outros exemplos: protocolos bit-mapped e binary countdown Tipo: Acesso por Designação

30. Libera o canal somente para quem tem quadros a transmitir Exemplo: Esquema de Token Cada host pode enviar quadros assim que ele tiver o token que continuamente é repassado para cada host Outro exemplo: polling por uma estação master Tipo: Acesso sob Demanda Token

32. Completamente distribuído

33. Justo

34. Certa independência do número de hosts 1 2 3 4

36. Cada usuário transmite quando quiser

37. Uma colisão ocorre quando um quadro é transmitido e outro inicia a sua transmissão enquanto o primeiro ainda está transmitindo

38. Quando acontecem colisões, o transmissor espera por um intervalo de tempo randômico e retransmite

39. Os quadros possuem tamanho fixo (máxima taxa)

40. ALOHA

42. Cada slot pode transmitir um quadro

43. Sincronização é necessária entre as estações

45. As estações “escutam” o meio antes de transmitir

46. Melhor utilização do meio de transmissão

47. Mesmo assim pode haver colisão

48. O tempo de propagação tem um efeito importante neste tipo de protocolo

50. Problema: se duas estações pretendem transmitir durante a transmissão de uma terceira, a colisão é certa quando as duas forem transmitir

52. A utilização é prejudicada por que sempre um tempo “morto” segue o fim de um quadro

53. Este protocolo é dito não persistente por que ele espera para retransmitir, ao invés de ficar “ouvindo” o meio até ele ficar vago para a uma nova transmissão

55. Se a estação encontra o meio ocupado, ela recua e monitora o fim da atual transmissao

56. Ao terminar o quadro atual, ela tenta transmitir com probabilidade p , se há colisão ela espera um intervalo de tempo randômico e “escuta” novamente o meio, se não há transmissão ela volta a transmitir no próximo slot com probabilidade p

57. Protocolos CSMA

59. Uma colisão é detectada medindo-se a potência no cabo (meio), se for maior do que a do próprio sinal sendo transmitido, houve uma colisão

60. Para isto se deve limitar a distância dos cabos da rede, pois o sinal poderia se tornar tão fraco que não se saberia que houve colisão

61. Detecção de colisões é um processo que exige circuitos analógicos

62. Exemplo: Rede de Meio Compartilhado (topologia física em barramento - bus )

65. É um algoritmo de contenção

66. Muito usado em LAN’s (IEEE 802.3)

67. Mesmo quando não há colisão, os algoritmos MAC não garantem a comunicação confiável (protocolos de enlace de dados LLC são os responsáveis pela chegada dos quadros sem erros e na ordem)

69. O cenário comum em redes WLAN's é o de células controladas por um ponto central mas somente com um único canal a ser compartilhado

70. Nem todas as estações estão ao alcance das demais (inviabiliza CSMA)

71. Comunicações simultâneas são possíveis entre destinos independentes

72. Problemas de Acesso em Redes Wireless Exposed Station (estação exposta) Hidden Station (estação escondida)

73. Multiple Access with Collision Avoidance - MACA CTS carrega o comprimento do quadro a ser enviado! MACAW ( MACA for Wireless ) – evolução que agrega facilidades de ACKs após cada quadro enviado com sucesso, carrier sense para o envio de RTS e melhorias no algoritmo de backoff exponencial

74. Métodos de Alocação de Canal