5.1 LAN Introdução; 5.2 Ethernet: Físico - deetc
5.1 LAN Introdução; 5.2 Ethernet: Físico - deetc
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<strong>5.1</strong>,<strong>5.2</strong> Redes Locais<br />
<strong>Introdução</strong> e IEEE 802 – Camada Física<br />
Instituto Superior de Engenharia de Lisboa<br />
Departamento de Engenharia, Electrónica, Telecomunicações e<br />
Computadores<br />
Redes de Computadores
Métodos de acesso ao meio<br />
Protocolos baseados em contenção: CSMA/CD<br />
• T Transm é muito maior que T Propag<br />
• CSMA/CD (with Collision Detect)<br />
– Emissor: escuta o meio<br />
envia se o meio estiver livre<br />
(caso contrário espera para transmitir)<br />
Evita colisões<br />
– Receptor: faz controlo de erros<br />
– Emissor: escuta o meio para detectar colisões<br />
– Enquanto emite escuta se está a receber o sinal enviado<br />
– Caso detecte colisão faz “Jam” e “Backoff ”<br />
– Evita espera do “max roundtrip time”<br />
2008-03-04 Redes locais - <strong>Introdução</strong> - Camada Física 2
Redes Locais<br />
Modelo de camadas – Comparação com o modelo OSI<br />
Aplicação<br />
Apresentação<br />
Sessão<br />
Transporte<br />
Rede<br />
Ligação<br />
Física<br />
Logical Link Control (LLC)<br />
Media Access Control (MAC)<br />
Physical Coding Sublayer (PMS)<br />
Physical Medium Attachment (PMA)<br />
Meio Transmissão<br />
Normas<br />
IEEE 802<br />
2008-03-04 Redes locais - <strong>Introdução</strong> - Camada Física 3
Normas IEEE 802<br />
Localização das normas IEEE 802 e compatíveis<br />
LLC<br />
MAC<br />
PMC<br />
PMA<br />
802.3<br />
(CSMA/<br />
CD)<br />
802.4<br />
(Token<br />
Bus )<br />
Rede<br />
802.2<br />
802.5<br />
(Token<br />
Ring)<br />
Meio de transmissão<br />
FDDI<br />
802.11<br />
(Wirelless<br />
<strong>LAN</strong>)<br />
Normas<br />
IEEE<br />
2008-03-04 Redes locais - <strong>Introdução</strong> - Camada Física 4
Encapsulamento de protocolos em <strong>LAN</strong> (exemplo)<br />
MAC<br />
Header<br />
LLC<br />
Header<br />
IP<br />
Header<br />
TCP<br />
Header<br />
Dados da aplicação<br />
Segmento TCP<br />
Datagrama IP<br />
LLC PDU<br />
Trama MAC<br />
MAC<br />
Trailer<br />
2008-03-04 Redes locais - <strong>Introdução</strong> - Camada Física 5
Redes Locais (<strong>LAN</strong>)<br />
IEEE 802.3 (CSMA/CD) – Limites máximos da dimensão da rede<br />
• 5 segmentos ligados por 4 repetidores<br />
• 3 segmentos com máquinas<br />
• 2 IRL (Inter-Repeater Link) – ponto a<br />
ponto<br />
• 1 domínio de colisão com 1024 máquinas<br />
2008-03-04 Redes locais - <strong>Introdução</strong> - Camada Física 6
Redes Locais (<strong>LAN</strong>)<br />
Distâncias máximas: exemplo Thick <strong>Ethernet</strong><br />
R Repetidor<br />
S Estação<br />
Distâncias máximas:<br />
Estação-transceiver = 50m<br />
Segmento = 500m<br />
Entre duas estações máximo<br />
de 4 repetidores<br />
Max 50m até ao<br />
transceiver<br />
Max 50m até ao<br />
transceiver<br />
Max 50m até ao<br />
transceiver<br />
2008-03-04 Redes locais - <strong>Introdução</strong> - Camada Física 7<br />
S<br />
R<br />
R<br />
Max 500m de um<br />
segmento<br />
R<br />
R<br />
S<br />
3 KM
Métodos de acesso ao meio<br />
Protocolos baseados em contenção: CSMA/CD<br />
CSMA/CD – Carrier-Sense Multiple-Access with Collision Detection<br />
“A” inicia a emissão de uma trama<br />
“B” inicia a emissão de uma trama<br />
“B” detecta uma colisão<br />
“A” detecta uma colisão<br />
Tp – tempo de propagação (pior caso)<br />
2008-03-04 Redes locais - <strong>Introdução</strong> - Camada Física 8
Modelo IEEE 802 – Camada Física<br />
Aplicação<br />
Apresentação<br />
Sessão<br />
Transporte<br />
Rede<br />
Ligação<br />
Física<br />
• Codificação<br />
• Meios de transmissão<br />
• Interfaces<br />
• Serviços e funcionalidades<br />
Logical Link Control (LLC)<br />
Media Access Control (MAC)<br />
Physical Coding Sublayer (PMS)<br />
Physical Medium Attachment (PMA)<br />
Medium<br />
AUI<br />
(Attachment Unit Interface)<br />
MDI<br />
(Medium Dependent Interface)<br />
2008-03-04 Redes locais - <strong>Introdução</strong> - Camada Física 9
Codificação em banda base: Manchester<br />
2008-03-04 Redes locais - <strong>Introdução</strong> - Camada Física 10
Legenda: 100 Base YY<br />
Débito<br />
100 Base YY<br />
T4: 4 pares de fio de cobre entrelaçado (cabo telefónico)<br />
TX: 4 pares de fio de cobre entrelaçado (cabo de dados)<br />
FX: Fibra Óptica<br />
Baseband<br />
Tipo de segmento:<br />
T4<br />
TX<br />
FX<br />
2008-03-04 Redes locais - <strong>Introdução</strong> - Camada Física 11
Tipos de cabos <strong>LAN</strong> – Exemplos (10 Mbps)<br />
Standard<br />
10Base5<br />
10Base2<br />
10Broad36<br />
FOIRL<br />
1Base5<br />
10Base-T<br />
10Base-FL<br />
10Base-FB<br />
10Base-FP<br />
Data de emissão<br />
1ª Versão<br />
DIX-1980,<br />
802.3-1983<br />
802.3a-1985<br />
802.3b-1985<br />
802.3d-1987<br />
802.3e-1987<br />
802.3i-1990<br />
802.3j-1993<br />
802.3j-1993<br />
802.3j-1993<br />
Débito<br />
10Mb/s<br />
10Mb/s<br />
10Mb/s<br />
10Mb/s<br />
1Mb/s<br />
10Mb/s<br />
10Mb/s<br />
10Mb/s<br />
10Mb/s<br />
Topologia<br />
Bus<br />
Bus<br />
Bus<br />
Estrela<br />
Estrela<br />
Estrela<br />
Estrela<br />
Estrela<br />
Estrela<br />
Meio <strong>Físico</strong><br />
Cabo coaxial de 50-ohm (thick <strong>Ethernet</strong>) (10mm diâmetro)<br />
Cabo coaxial de 50-ohm RG 58 (thin <strong>Ethernet</strong>) (5mm diâmetro)<br />
Cabo de 75-ohm - CATV banda larga<br />
Duas fibras ópticas<br />
Dois pares telefónicos entrelaçados<br />
Dois pares UTP de 100-ohm Category 3<br />
Duas fibras ópticas<br />
Duas fibras ópticas<br />
Duas fibras ópticas<br />
2008-03-04 Redes locais - <strong>Introdução</strong> - Camada Física 12
Tipos de cabos <strong>LAN</strong> – Exemplos (100Mbps / 1Gbps)<br />
Standard<br />
100Base-TX<br />
100Base-FX<br />
100Base-T4<br />
100Base-T2<br />
1000Base-LX<br />
1000Base-SX<br />
1000Base-T<br />
Data de emissão<br />
1ª Versão<br />
802.3u-1995<br />
802.3u-1995<br />
802.3u-1995<br />
802.3y-1997<br />
802.3z-1998<br />
802.3z-1998<br />
802.3ab-1999<br />
Débito<br />
100Mb/s<br />
100Mb/s<br />
100Mb/s<br />
100Mb/s<br />
1Gb/s<br />
1Gb/s<br />
1Gb/s<br />
Topologia<br />
Estrela<br />
Estrela<br />
Estrela<br />
Estrela<br />
Estrela<br />
Estrela<br />
Estrela<br />
Meio <strong>Físico</strong><br />
Dois pares UTP de 100-ohm e Category UTP 5<br />
Duas fibras ópticas<br />
Quatro pares UTP de 100-ohm e Category 3<br />
Dois pares UTP de 100-ohm e Category 3<br />
Laser (1300nm) sobre:<br />
- fibra multi-mode de 62.5 µm<br />
- fibra multi-mode de 50 µm<br />
- fibra mono-modo de 10 µm<br />
Laser (850nm) sobre:<br />
- fibra multi-mode de 62.5 µm<br />
- fibra multi-mode de 50 µm<br />
Quatro pares UTP de 100-ohm e Category 5<br />
2008-03-04 Redes locais - <strong>Introdução</strong> - Camada Física 13
Redes Locais (<strong>LAN</strong>)<br />
IEEE 802.3 (CSMA/CD) – Limites máximos da dimensão da rede<br />
• 5 segmentos ligados por 4<br />
repetidores<br />
• 3 segmentos com máquinas<br />
• 2 IRL (Inter-Repeater Link) – ponto<br />
a ponto<br />
• 1 domínio de colisão com 1024<br />
máquinas<br />
2008-03-04 Redes locais - <strong>Introdução</strong> - Camada Física 14
Parâmetros para os diversos meios físicos<br />
2008-03-04 Redes locais - <strong>Introdução</strong> - Camada Física 15
Meios físicos de transmissão<br />
Pares entrelaçados: UTP / STP (Unshielded Twisted Pair / Shielded Twisted Pair)<br />
Unshielded Twisted Pair (UTP)<br />
Shielded Twisted Pair (STP)<br />
2008-03-04 Redes locais - <strong>Introdução</strong> - Camada Física 16
IEEE 802.3 – 10 Base T (UTP 5 e RJ45)<br />
Interface de ligação entre o hub e a placa de rede<br />
2008-03-04 Redes locais - <strong>Introdução</strong> - Camada Física 17
IEEE 802.3 – 10 Base T – Cabos<br />
• Straight-through<br />
Interface de ligação entre um hub e uma<br />
placa de rede (NIC)<br />
• Crossover<br />
Interface de ligação entre dois hubs ou<br />
duas placas de rede (NICs)<br />
2008-03-04 Redes locais - <strong>Introdução</strong> - Camada Física 18
IEEE 802.3 – 10 Base T – Exemplo de aplicação de cabos<br />
2008-03-04 Redes locais - <strong>Introdução</strong> - Camada Física 19
IEEE 802.3 - Funcionalidades adicionais<br />
• Jabber Function (só em 10Base2 e 10Base5)<br />
– Mecanismo que permite desactivar a interface no caso de detecção de transmissões<br />
excessivamente compridas<br />
• Link Test (só em 10BaseT)<br />
– Envio periódico (16±8ms) de um impulso (NLP) para o meio quando este está inactivo<br />
• NLP - Normal Link Pulse<br />
– Recepção periódica de um impulso quando o meio está inactivo<br />
• Caso não seja recebido a interface passa ao estado de Link Fail (continua a enviar NLP e à<br />
espera de receber)<br />
2008-03-04 Redes locais - <strong>Introdução</strong> - Camada Física 20
Sumário & Bibliografia<br />
• Sumário<br />
– Características das redes locais<br />
– Topologias<br />
– Métodos de acesso ao meio<br />
– Modelo OSI e as normas IEEE 802<br />
– Camada Física<br />
• Bibliografia<br />
– Data Communications, Computer Networks & Open Systems – Cap 6 Fred Halsall<br />
2008-03-04 Redes locais - <strong>Introdução</strong> - Camada Física 21
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