Campos de um Quadro Ethernet - LSI

Capítulo 6 - Conceitos Básicos deEthernetAssociação dos Instrutores NetAcademy - Fevereiro 2007 - Página1

Introdução à Ethernet• A maior parte do tráfego na Internet origina-se e terminacom conexões Ethernet.• A idéia original paraEthernet surgiu de problemasde permitir que hostscompartilhem um mesmomeio físico e evitar que sinaisinterfiram um com o outro.• Esse problema de acessofoi estudado no início dosanos 1970 na University ofHawaí (Alohanet)• Esse trabalho veio a formar a base para o método deacesso Ethernet conhecido como CSMA/CD:Carrier Sense MultipleAccess / Collision DetectionAssociação dos Instrutores NetAcademy - Fevereiro 2007 - Página2

Introdução à Ethernet• O mesmo protocolo que transportava dados a 3 Mbpsem 1973 está transportando dados a 10 Gbps.• O padrão Ethernet original tem sido atualizado com afinalidade de acomodar novos meios físicos e taxasmais altas de transmissão.• Anos80:• A Ethernet transmitia até 10 Mbps através de cabocoaxial grosso a uma distância de até 2 quilômetros• Anos 90:• Em 1995, o IEEE anunciou um padrão para 100Mbps Ethernet (cabos UTP cat 5).• Em 1998 e 1999, os padrões para Ethernetchegaram na faixa de gigabits por segundo (Gbps, 1bilhão de bits por segundo) (cabos UTP cat 6).Associação dos Instrutores NetAcademy - Fevereiro 2007 - Página3

Introdução à Ethernet• O primeiro padrão Ethernet foi publicado em 1980 porum consórcio entre a Digital Equipment Company, a Intele a Xerox (DIX).• Metcalfe (Xerox) quis que a Ethernet fosse um padrãocompartilhado que beneficiasse a todos e foi entãolançada como padrão aberto.• O sucesso da Ethernet deve-se aos seguintes fatores:• Simplicidade e facilidade de manutenção• Capacidade de introdução de novas tecnologias• Confiabilidade• Instalação e atualização econômicasAssociação dos Instrutores NetAcademy - Fevereiro 2007 - Página4

Regras de Nomenclatura da Ethernet IEEE• Ethernet é uma família de tecnologias:• Ethernet (10 Mbps)• Fast Ethernet (100 Mbps)• Gigabit Ethernet (1 Gbps ou 10 Gbps)• Para expandir a Ethernet, o IEEE publica novosuplemento para o padrão 802.3 (CSMA/CD).• O nome das tecnologias Ethernet se divide em trêspartes:• Velocidade (o número de Mbps transmitido);• Método de sinalização;• Meio físico usado (F = cabo de fibra ótica, T =cabo UTP, C = cabo STP).Associação dos Instrutores NetAcademy - Fevereiro 2007 - Página5

Regras de Nomenclatura da Ethernet IEEEAssociação dos Instrutores NetAcademy - Fevereiro 2007 - Página6

Regras de Nomenclatura da Ethernet IEEEIEEE 802.2IEEE 802.3Associação dos Instrutores NetAcademy - Fevereiro 2007 - Página7

Padrões IEEE 802Associação dos Instrutores NetAcademy - Fevereiro 2007 - Página8

Ethernet e o ModeloOSI• A Ethernet opera na metade inferiorda camada de enlace de dados,conhecida como subcamada MAC eopera também na camada física.• As subcamadas de enlace de dadoscontribuem para a compatibilidade datecnologia e a comunicação entrecomputadores.• SubcamadaMAC: trata doscomponentes físicos que serão usadospara comunicar as informações.• Camada LLCCamada LLC (Logical Link Control):permanece independente doequipamento físico que será usadopara o processo de comunicação.Associação dos Instrutores NetAcademy - Fevereiro 2007 - Página9

Nomenclatura: Endereço MAC• Como encontrar o destino?• MAC - Endereçamento para computadores e interfaces,que possibilita entrega local de um quadro na Ethernet.Associação dos Instrutores NetAcademy - Fevereiro 2007 - Página10

Nomenclatura: Endereço MAC• MAC - 48 bits (6 bytes) decomprimento e são expressoscomo 12 dígitos hexadecimais.• Primeiros 6 dígitoshexadecimais, identificam ofabricante ou o fornecedor,parte conhecida como OUI(Organizational UniqueIdentifier).• Os 6 dígitos hexadecimaisrestantes representam onúmero de série da interface(vendor).Associação dos Instrutores NetAcademy - Fevereiro 2007 - Página11

Quadros da Camada 2• Enquadramento é o processo de encapsulamento dacamada 2.• Um quadro é uma unidade de dados de protocolo dacamada 2 e contém nome do nó de origem e nome do nóde destino.• Um único quadro genérico tem seções chamadas decampos e cada campo é composto de bytes.• Os nomes dos campos são: campo de início de quadro,campo de endereço, campo de comprimento/tipo, campode dados, campo de seqüência de verificação de quadro.Associação dos Instrutores NetAcademy - Fevereiro 2007 - Página12

Estrutura do QuadroEthernet• A estrutura do quadrona camada de enlace ésemelhante para todas as velocidades.• Na camada física, todas as versões de Ethernet sediferenciam.Ethernet IEEE 802.3Associação dos Instrutores NetAcademy - Fevereiro 2007 - Página13

Estrutura do QuadroEthernetQuadro Ethernet IIAssociação dos Instrutores NetAcademy - Fevereiro 2007 - Página14

Campos de um QuadroEthernet• Alguns dos campos permitidos ou exigidos em umQuadro Ethernet – IEEE 802.3 são:• Preâmbulo:é usado para a sincronização datemporização em Ethernet assíncrona de 10 Mbps eem implementações mais lentas;• Delimitador de Início de Quadro: consiste em umcampo de um octeto que marca o final dasinformações de temporização;Associação dos Instrutores NetAcademy - Fevereiro 2007 - Página15

Campos de um QuadroEthernet• Endereço de Destino:destino MAC;• Endereço de Origem:origem MAC;contém um endereço decontém um endereço de• Comprimento: indica o número de bytes de dadosque vêm depois desse campo. Tipo:especifica oprotocolo da camada superior que recebe os dados;• Dados: Informações a serem transferidas;• Enchimento: inserido imediatamente após os dadosdo usuário, quando não houver dados de usuáriosuficientes para que o quadro satisfaça o comprimentomínimo para o quadro;• FCS: contém um valor que permite a verificação deerros com base em cálculos.Associação dos Instrutores NetAcademy - Fevereiro 2007 - Página16

Media Access Control (MAC)• MAC refere-se aos protocolos que determinam qualdos computadores em um ambiente de meios físicoscompartilhados tem permissão para transmitir.• Há duas categorias deControle de Acesso aosMeios:• Não-determinísticodeterminístico: primeiroa chegar, primeiro a usar. Ex:Ethernet – CSMA/CD;• Determinístico:revezamentoEx: Token Ring e FDDI.Associação dos Instrutores NetAcademy - Fevereiro 2007 - Página17

Regras MAC e Detecçãode Colisões• A Ethernet usa CSMA/CD como método de acesso, quetem as funções:• Transmitir e receberpacotes de dados;• Decodificar pacotes dedados e verificar se osendereços são válidos,antes de passá-los àscamadas superiores domodelo OSI;• Detectar erros dentrodos pacotes de dados ouna rede.JAM: sinal deengarrafamentoAssociação dos Instrutores NetAcademy - Fevereiro 2007 - Página18

Regras MAC e Detecçãode ColisõesAssociação dos Instrutores NetAcademy - Fevereiro 2007 - Página19

Tratamento de Erros• A colisão é a condição mais comum de erro naEthernet, que representa um mecanismo de competiçãopara acesso a rede. A colisão gera latência.Associação dos Instrutores NetAcademy - Fevereiro 2007 - Página20

Temporização Ethernet• Como estimativa aproximada, 20,3 cm (8 pol.) pornanossegundo é freqüentemente usado para o cálculodo atraso de propagação ao longo do cabo UTP.• Para 100 metros de UTP, significa que leva umpouco menos de 5 tempos de bit para um sinal10BASE-T transitar todo o comprimento do cabo.• Por essa razão half-duplex não é permitido emEthernet de 10 Gigabits.Associação dos Instrutores NetAcademy - Fevereiro 2007 - Página21

Autonegociação da Ethernet• A autonegociaçãosurgiu da necessidade deinterligar larguras de banda diferentes (10,100 ou1000 Mbps).• Método de configurar automaticamente uma dadainterface para coincidir com a velocidade ecapacidade do parceiro interligado.• Normal Link Pulse (NLP): um link pulse a cada16ms, transmissão exigida em 10 BASET, enquantoa estação permanecia ociosa.• Rajadade Fast Link Pulse (FLP): série de NLPsem um grupo para fins de AutonegociaçãoAssociação dos Instrutores NetAcademy - Fevereiro 2007 - Página22

Links Full-Duplexuplex e Half-Duplex• Ordem de prioridade detransmissão emimplementações Ethernet:• Half-duplexduplex: só uma estação pode transmitir de cadavez. (cabos coaxiais somente Half-Duplex)• Full-duplexduplex: ambas as estações em uma ligação fullduplexponto-a-ponto podem transmitir a qualquermomento (UTP 10Gbps somente Full-Duplex).Associação dos Instrutores NetAcademy - Fevereiro 2007 - Página23

Resumo padrões Ethernet IEEEAssociação dos Instrutores NetAcademy - Fevereiro 2007 - Página24