INTRODUÇÃO ÀS REDES DE COMPUTADORES

INTRODUÇÃO  ÀS  REDES  DE  

COMPUTADORES  

CAMADA  DE  REDE  

Teresa  Vazão  

INTRODUÇÃO    

• 

1973  –  David  Bobs  and  Robert  Metcalfe  

• 

Inventores  da  Ethernet,  na  Xerox  Palo  Alto  Research    

• 

Lançada  em  22  de  Maio  de  2013  

SUMARIO  

• 

_{Camada  de  ligação  lógica}  

– Funções

– Características

– Mecanismo de acesso ao meio

– Rede Ethernet

CAMADA  DE  LIGAÇÃO  LÓGICA  

Ligação  lógica  

• 

Mecanismos  de  acesso  ao  meio  

CAMADA  DE  LIGAÇÃO  LÓGICA    

Ligação  lógica  

• 

Função  

• 

CaracterísYcas  

•

Mecanismos  de  acesso  ao  meio  

• 

Rede  Ethernet  

CAMADA  DE  LIGAÇÃO  LÓGICA  –    acesso  ao  meio  

O  problema  do  acesso  múlCplo  

• 

Meio  parYlhado:  

– 

Dois  ou  mais  uYlizadores  podem  transmiYr  em  simultâneo  

• 

Protocolos  de  acesso  ao  meio:  

– 

Coordenar  o  acesso  ao  meio  parYlhado  entre  dois  ou  mais  

uYlizadores,  de  forma  eficiente  e  justa  

CAMADA  DE  LIGAÇÃO  LÓGICA  –    acesso  ao  meio  

Protocolo  de  acesso  ao  meio  -­‐  Aloha  

to  B

host A

link

host B

host C

CAMADA  DE  LIGAÇÃO  LÓGICA  –    acesso  ao  meio  

Protocolo  -­‐  Aloha  

• 

Colisões  

– 

Quando  existe  mais  do  que  

um  nó  a  transmiYr  dados  no  

mesmo  instante  de  tempo  

– 

Destroem  todos  os  dados  

envolvidos  na  colisão  

1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 t t t

Packet  sent  from  A  to  B

Packet  sent  from  C  to  A

“Packet”  on  the  shared  link (received  by  A,  B  and  C)  

CAMADA  DE  LIGAÇÃO  LÓGICA  –    acesso  ao  meio  

Protocolo  –  Aloha  –  recuperação  de  colisões  

• 

AlternaYvas  

CAMADA  DE  LIGAÇÃO  LÓGICA  –    acesso  ao  meio  

Protocolo  –  Aloha  –  recuperação  de  colisões  

• 

Retransmissão  após  tempo  fixo  

• 

Mau  método!  

host A

link

retransmission  after  fixed  delay

host B

host C

CAMADA  DE  LIGAÇÃO  LÓGICA  –    acesso  ao  meio  

Protocolo  –  Aloha  –  recuperação  de  colisões  

• 

Atraso  de  retransmissão  com  valor  inicial  aleatório  

– 

Random  backoff    

• 

Bom  método!  

host A

link

retransmission  after  random  delay

host B

host C

CAMADA  DE  LIGAÇÃO  LÓGICA  

Ligação  lógica  

• 

Função  

• 

CaracterísYcas  

• 

Mecanismos  de  acesso  ao  meio  

• 

Redes  Ethernet  e  Wifi  

CAMADA  DE  LIGAÇÃO  LÓGICA  –    interligação  de  LANs  

Ethernet  –  expansão  com  HUBs  

Hub regenerates signals, does not process frames –

physical layer device

Hub   twisted-­‐ pair  cable PC PC PC PC PC _PC PC PC Server Hub   Hub   Hub   Hub  

CAMADA  DE  LIGAÇÃO  LÓGICA  –    interligação  de  LANs  

Ethernet  –  expansão  com  Cabo  Coaxial  

PC Server terminator coaxial  cable segment Repeater Repeater Router Printer Access  point

Repeater regenerates signals, does not process frames –

CAMADA  DE  LIGAÇÃO  LÓGICA  –    interligação  de  LANs  

CAMADA  DE  LIGAÇÃO  LÓGICA  –    interligação  de  LANs  

Switches/Bridges:  comutação  1  

CAMADA  DE  LIGAÇÃO  LÓGICA  –    interligação  de  LANs  

Switches/Bridges:  comutação  2  

CAMADA  DE  LIGAÇÃO  LÓGICA  –    interligação  de  LANs  

Switches/Bridges:  comutação  3  

CAMADA  DE  LIGAÇÃO  LÓGICA  –    interligação  de  LANs  

Switches/Bridges:  comutação  4  

Bridge  2  learns  address  of  host  1  and  floods  packet  

Switch/Bridge twisted-­‐ pair  cable 4 5 ₆ 1 2 3 Switch/Bridge Switch/Bridge i1 i2 i4 i3 i1 i2 i3 i4 i1 i2 1 i3 routing   table 1 i2 data 1 5 da_ta 5 1

CAMADA  DE  LIGAÇÃO  LÓGICA  –    interligação  de  LANs  

Switches/Bridges:  comutação  5  

CAMADA  DE  LIGAÇÃO  LÓGICA  –    interligação  de  LANs  

Switches/Bridges:  comutação  6  

Host  5  sends  packet  to  host  1  

Switch/Bridge twisted-­‐ pair  cable 4 5 ₆ 1 2 3 Switch/Bridge Switch/Bridge i1 i2 i4 i3 i1 i2 i3 i4 i1 i2 1 i3 routing   table 1 i2 1 i4 data 51

CAMADA  DE  LIGAÇÃO  LÓGICA  –    interligação  de  LANs  

Switches/Bridges:  comutação  7  

CAMADA  DE  LIGAÇÃO  LÓGICA  –    interligação  de  LANs  

Switches/Bridges:  comutação  8  

Bridge  2  learns  address  of  host  5  and  forwards  packet  (towards  host  1)  

Switch/Bridge twisted-­‐ pair  cable 4 5 ₆ 1 2 3 Switch/Bridge Switch/Bridge i1 i2 i4 i3 i1 i2 i3 i4 i1 i2 1 i3 routing   table 1 i2 5 i1 1 i4 5 i2 da_ta 5 1 data 5 1

CAMADA  DE  LIGAÇÃO  LÓGICA  –    interligação  de  LANs  

Switches/Bridges:  comutação  9  

CAMADA  DE  LIGAÇÃO  LÓGICA  –    interligação  de  LANs  

Switches/Bridges:  mobilidade  

CAMADA  DE  LIGAÇÃO  LÓGICA  –    interligação  de  LANs  

Switches/Bridges:  domínio  de  colisão  

Hub twisted-­‐ pair  cable 4 5 ₆ 1 2 3 Switch/Bridge i1 i2 1 i2 2 i2 3 i2 4 i1 5 i1 6 i1 routing   table Hub Collision domain

CAMADA  DE  LIGAÇÃO  LÓGICA  –    interligação  de  LANs  

Switches/Bridges:  ciclos  fechados  e  encaminhamento  

Switch/Bridge twisted-­‐ pair  cable 4 5 ₆ 1 2 3 Switch/Bridge Switch/Bridge data 5 routing   table

CAMADA  DE  LIGAÇÃO  LÓGICA  –    interligação  de  LANs  

Switches/Bridges:  ciclos  fechados  e  spanning  tree  protocol  

Switch/Bridge _{twisted-­‐} pair  cable 4 5 ₆ 1 2 3 Switch/Bridge Switch/Bridge i1 i2 i4 i3 i1 i2 i3 i4 i1 i2 1 i3 2 i2 3 i1 4 i5 5 i5 6 i5 1 i2 2 i2 3 i2 4 i1 5 i1 6 i1 1 i4 2 i4 3 i4 4 i3 5 i2 6 i1 data 5 routing   table i5 i5

CAMADA  DE  LIGAÇÃO  LÓGICA  –    interligação  de  LANs  

Switches/Bridges:  ciclos  fechados  e  spanning  tree  protocol  

Switch/Bridge twisted-­‐ pair  cable 4 5 ₆ 1 2 3 Switch/Bridge i1 i2 i4 i3 i1 i2 i3 i4 i1 i2 1 i3 2 i2 3 i1 4 i4 5 i4 6 i4                         1 i5 2 i5 3 i5 4 i3 5 i2 6 i1 data ₅ routing   table i5 i5

Bibiography  

• 

_{James  Kurose,  Keith  Ross,  “Computer}  

Networking  –  A  Top-­‐Down  Approach”,  4th  

ediYon,  2007,  Addison  Wesley  

– 

Chapter  5  –  “The  Link  Layer  and  Local  Area