Ethernet

O Ethernet não utiliza somente o padrão IEEE 802.3 (LOCAL. . . , 1988) sim uma série de protocolos que lhe adicionam diferentes possibilidades conforme necessidade da empresa e os custos envolvidos(DUNLOP, 1989). Sua topologia inicialmente idealizada para barramentos com cabos coaxiais e derivações empregando conectores “vampiro”, evoluiu para o emprego de cabos com oito fios e de “hub’s”, que regeneram e enviam sinais de uma para todas as portas, simulando uma topologia em barramento. O hub foi substituído, com o barateamento dos equipamentos Ethernet, por “switches”, que regeneram o sinal e lê o cabeçalho dos quadros Ethernet, permitindo encaminhar quadros especificamente para as devidas portas de destino. Com esta característica, o domínio de colisões diminui consideravelmente e o desempenho da rede empregando switch em detrimento ao uso de

hub’s é evidente, bastando trocar um único equipamento na rede. Quando se emprega o hub, quadros Ethernet são reproduzidos para todas as portas, caracterizando uma rede em

e somente origem e destinos de um quadro são efetivamente conectados pela matriz de comutação. Com foco em redes locais, a evolução da tecnologia Ethernet contempla novos mercados e abrangências a ponto que em 2003 (BROCKNERS; FINN; PHILLIPS, 2003a), menciona que o Ethernet foi a tecnologia mais influente para redes locais e tende a ser aplicada em redes metropolitanas (MAN – Metropolitan Area Networks) e de grande área WAN. A estrutura básica de uma rede Ethernet é apresentada na Figura 12(LAW et al., 2013).

A rede Ethernet do CERIn é composta por nove switches provendo acessos nos três pavimentos do edifício, que por sua vez são individualmente conectados a um switch central ou switch núcleo. Nos enlaces de acesso Ethernet, a taxa de dados disponibilizada é de 100 Mbps, enquanto que nas conexões dedicadas entre switches de acesso ao switch núcleo, é empregado enlace ótico a 1 Gpbs. Em algumas portas de acesso Ethernet são conectados pontos de acesso (AP – Access Point) disponibilizando acesso Wifi por meio de três AP’s.

Figura 12 – Topologia em estrela para redes Ethernet.

Uma característica chave do Ethernet é sua simplicidade, principalmente na época de sua concepção quando capacidades de memória e processamento eram itens limitantes nos projetos de equipamentos microcontrolados. Não existia um elemento central e todos os computadores eram conectados em um único barramento provido por um cabo coaxial. Para enviar dados, cada placa de rede deveria escutar, mensurar o nível de tensão ou impedância do barramento, no instante de transmissão. Se não houver nenhum sinal no meio, o barramento esta livre e se inicia a transmissão. Continuamente, o meio deve ser monitorado e, se por exemplo, acontecer outra transmissão simultânea, a impedância ou tensão na linha mudam e a placa de rede percebe a ocorrência de colisão, não sendo possível a detecção por parte dos receptores de qual é a sequência binária modulada na linha. O protocolo determina a execução de um algoritmo que dispara um temporizador aleatório em cada placa de rede que monitora a colisão e, após expirar este, se monitora o

meio novamente para nova tentativa de transmissão. Esta técnica de múltiplo acesso é denominada de CSMA – CD (Carrier Sense Multiple Access – Collision Detection).

Uma dúvida que paira sobre os engenheiros que implementam os primeiros equi- pamentos compatíveis com o IEC 61850 em SE’s de energia é: “porque o IEC 61850 não contempla funções para além dos limites de uma SE?”. Uma possível resposta para esta questão pode ser derivada da data da publicação de (BROCKNERS; FINN; PHILLIPS, 2003a). Até então, o Ethernet era adequado a LAN’s e se iniciava atuar para uma maior abrangência geográfica entre interfaces que, obrigatoriamente, deveriam ser óticas e não elétricas.

A grande vantagem do emprego do Ethernet para instituições, governos e universi- dades é uso de tecnologia única que permite, a partir de uma infraestrutura padronizada, criar redes virtuais e discriminar tráfegos de áreas ou setores diferentes. Entretanto, com o aumento do volume de dados, número de dispositivos e switches conectados, algumas medidas tais como segurança, efeitos de protocolos de roteamento, distribuição multicas-

ting, QoS e efeitos de interconexão ou roteamento na camada 2 devem ser consideradas e

implementadas. Estas características se tornam necessárias com o aumento do interesse por novas aplicações que necessitam de alta largura de banda, baixa latência, além de interconectar todas as redes locais por meio de uma tecnologia comum às LAN’s, MAN’s e WAN’s.

Para ilustrar uma rede Ethernet de maior dimensão, a Figura 15 apresenta a topolo- gia de rede Ethernet dentro da UNIFEI. Esta imagem em formato "pdf "foi disponibilizada pelo Núcleo da Tecnologia da Informação (NTI) da Unifei, onde se comentou tratar de uma mera ilustração, não sendo possível visualizar os nomes de cada elemento neste mapa da rede. Para tal, é necessária a utilização de um programa computacional específico e as informações de topologia da rede foram informadas verbalmente “nos corredores”. Nesta topologia, a rede do Cerin, concentra os dados de nove swithches de acesso em um switch de distribuição,conforme já mencionado e destaque superior direito da Figura 13, em que a nuvem a ele conectado representa a rede interna ao CERIN. O switch núcleo do CERIn é conectado por um enlace ótico de 1Gbps a uma porta do switch que se encontra no prédio do INCIT, que por sua vez possui enlace com o switch núcleo do NTI. Este switch tem a tarefa de rotear todo o tráfego interno à LAN UNIFEI e também tráfego externo, que deve ser encaminhado para um roteador.