Arquitetura de Redes Locais 1
Arquitetura de Redes de Arquitetura de Redes de ComputadoresComputadores
Luiz Paulo MaiaLuiz Paulo Maia
Arquitetura de Redes LocaisArquitetura de Redes Locais
Arquitetura de Redes Locais 2
Controle de acesso ao meio
(a) (b)
Arquitetura de Redes Locais 3
Protocolos de controle de acesso ao meio
Arquitetura de Redes Locais 4
Protocolo FDMA
Faixa 1
Tempo
Faixa 2
Faixa 3
Faixa N
::
Fre
qüên
cia
Arquitetura de Redes Locais 5
Protocolo TDMA
Slo
t 1
Tempo
: :
Fre
qüên
cia
Slo
t 2
Slo
t 3
Slo
t 4
Quadro
Slo
t 1
Slo
t 2
Slo
t 3
Slo
t 4
Quadro
Arquitetura de Redes Locais 6
Protocolo CDMA
Sin
al 1
Tempo
: :
Fre
qüên
cia
Sin
al 2
Sin
al 3
Sin
al 2
Sin
al 3
Sin
al 1
Sin
al 2
Sin
al 1
Sin
al 3
Sin
al 1
Sin
al 2
Sin
al 3
Sin
al 2
Sin
al 3
Sin
al 1
Arquitetura de Redes Locais 7
Protocolo ALOHA puro
Montaquadro
Transmitequadro
Colisão?
EsperaSim
Não Quadroenviado
Terminou?
Não
Sim
Arquitetura de Redes Locais 8
Exemplo do protocolo ALOHA puro
QA1
T0 T1 T2
Estação A
QB1
QC1
QA2
Estação B
Estação C
QB1
QA2
QC1
T3 T4 T5 T6
Colisão
Arquitetura de Redes Locais 9
Protocolo slotted ALOHA
Verificaslot
Transmitequadro
Colisão?
EsperaSim
Não Quadroenviado
Terminou?
Não
Sim
Montaquadro
Inícioslot?
Não
Sim
Arquitetura de Redes Locais 10
Exemplo do protocolo slotted ALOHA
QA1
T0 T1 T2
Estação A
QB1
QC1
QA2
Estação B
Estação C
QB2
QA2
QC1
T3 T4 T5 T6 T7 T8
Slot Colisão
Arquitetura de Redes Locais 11
Protocolo p-CSMA
Montaquadro
Meiolivre?
Verificameio
Transmitequadro
Colisão?
Espera
Sim
Sim
Não
Não Quadroenviado
Terminou?
Não
Sim
Arquitetura de Redes Locais 12
Protocolo np-CSMA
Montaquadro
Meiolivre?
Verificameio
Transmitequadro
Colisão?
Espera
Sim
Sim
Não
Não Quadroenviado
Terminou?
Não
SimEspera
Arquitetura de Redes Locais 13
Protocolo CSMA/CD
Montaquadro
Meiolivre?
Verificameio
Transmitequadro
Terminou?
Espera
Sim
Sim
Não Não
Quadroenviado
ColisãoNão Sim
Arquitetura de Redes Locais 14
Protocolos CSMA e CSMA/CD
(a)
(b)
T0 T1 T2
Arquitetura de Redes Locais 15
Problema da estação escondida
X Y Z
Dados Dados
Arquitetura de Redes Locais 16
Problema da estação exposta
X Y Z
Dados
W
Arquitetura de Redes Locais 17
Protocolo CSMA/CA com RTS e CTS
X Y
RTS
X Y
CTS
(a)
(b)
Z
Z
X Y
Dados(c)
Z
Arquitetura de Redes Locais 18
Protocolo baseado em polling
Master
N
Dados paratransmitir?
ZYXW
Arquitetura de Redes Locais 19
Protocolo baseado em token X
T
Y
Z
W
X
T
Y
Z
W
Q
Q
X
T
Y
Z
W
Q
Q
T
Y
Z
W
X
(a) (b)
(c) (d)
Q
Tokenlivre
Tokenocupado
Arquitetura de Redes Locais 20
Modelo IEEE 802
Física
Enlace802.2
802.
3E
ther
net
802.
11W
LAN
802.
15W
PA
N
802.
16W
MA
N
802.
5T
oken
rin
g
802.
4T
oken
bus
Camada de rede
Meio de transmissão
LLC
MAC
PHY
Arquitetura de Redes Locais 21
Encapsulamento no modelo IEEE 802
CRCab.LLC
CACT Dado
PDU LLC
CR CACT Dado
PDU de rede
CACT Dado
PDU de transporte
CA Dado
PDU de aplicação
Dado Usuário
Aplicação
Transporte
Rede
LLC
CRCab.LLC
CACT Dado
PDU MAC
MACCab.MAC
Camadade
enlace
Arquitetura de Redes Locais 22
PDU LLC
DSAP SSAP PDU de rede
Variável
Controle
1 1 1 ou 2
Arquitetura de Redes Locais 23
Quadros Ethernet
Endereçodestino
Preâmbulo TamIQ
7 61
Endereçoorigem
Dados Checksum
6 2 4
Endereçodestino
Preâmbulo Tipo
8 6
Endereçoorigem
Dados Checksum
6 2 46-1500 4
46-1500
(a)
(b)
Arquitetura de Redes Locais 24
Endereçamento Ethernet
W X Y Z
X Z
X Z
X Z
X Z
X Z
X Z
X Z
(a)
(b)
(c)
W X Y Z
W X Y Z
Arquitetura de Redes Locais 25
Protocolo CSMA/CD
Montaquadro
Meiolivre?
Verificameio
Transmitequadro
Terminou?
Esperabackoff
Sim
Sim
Não
Não Quadroenviado
Colisão?
Não
Sim
Aguardagap
Enviajam
Muitascolisões?
Calculabackoff
Não
Quadrodescartado
Sim
Arquitetura de Redes Locais 26
Tamanho mínimo do quadro Ethernet
X Y
(a)
X Y
(b)
X Y
(c)
Arquitetura de Redes Locais 27
Camada física do Ethernet 10 Mbps
Arquitetura de Redes Locais 28
Topologia para 10BASE5 e 10BASE2
Estação Estação Estação Estação
Arquitetura de Redes Locais 29
Topologia para 10BASE-T
Estação Estação Estação
Hub ou switch
Estação
Arquitetura de Redes Locais 30
Camada física do Fast Ethernet
Arquitetura de Redes Locais 31
Camada física do Gigabit Ethernet
Arquitetura de Redes Locais 32
Quadro Ethernet com complemento
Endereçodestino
Tipo/Tam
Endereçoorigem
Dados Checksum Complemento
64 bytes
512 bytes
Arquitetura de Redes Locais 33
Camada física do 10 Gigabit Ethernet
Arquitetura de Redes Locais 34
Repetidores e hubs
Transporte
Rede
Enlace
Física
Aplicação
Transporte
Rede
Enlace
Física
Aplicação
RepetidorHub
Arquitetura de Redes Locais 35
Repetidores em redes Ethernet
W X
Y
Z
Repetidor Repetidor
Segmento A
Segmento B
Segmento C
Domíniode colisão
Arquitetura de Redes Locais 36
Hub Ethernet
X Y
Hub
Domíniode colisão
Arquitetura de Redes Locais 37
Topologia em árvore utilizando hubs
W X
Hub A
Y
Hub B
Z
Hub C
Hub Central
Domíniode colisão
Arquitetura de Redes Locais 38
Pontes e switches
PonteSwitch
Transporte
Rede
Enlace
Física
Aplicação
Transporte
Rede
Enlace
Física
Aplicação
Arquitetura de Redes Locais 39
Pontes Ethernet
W X
Y
Segmento A
Segmento B
Ponte
Domíniode colisão
Domíniode colisão
Arquitetura de Redes Locais 40
Switch Ethernet
W X Y
Switch
ZDomínio
de colisãoDomínio
de colisãoDomínio
de colisãoDomínio
de colisão
Arquitetura de Redes Locais 41
Configuração com switch e hubs
Domíniode colisão
Domíniode colisão
W X
Hub A Hub B
Y Z
Hub C
Switch
Domíniode colisão
Servidor
Domíniode colisão
Domínio debroadcast
Arquitetura de Redes Locais 42
Tipos de redes sem fio
WWAN
WMAN
WLAN
WPAN
Arquitetura de Redes Locais 43
Tipos de BSS
AP
Infra-estruturada Ad hoc
Arquitetura de Redes Locais 44
BSS, ESS e DS
AP
BSS
AP
Sistema de distribuíção(DS)
BSS
ESS
Arquitetura de Redes Locais 45
Camada Física do IEEE 802.11
Arquitetura de Redes Locais 46
Modelo de camadas do IEEE 802.11
Camada física
DCF
PCF
Logical Link Control (LLC)
MAC
Camadade enlace
Arquitetura de Redes Locais 47
Coexistência entre PCF e DCF
PCF
CFP
DCFB PCF DCFB
CP CFP CP
Arquitetura de Redes Locais 48
Seqüência RTS-CTS-Dados-ACK
RTS Dados
CTS ACK
Transmissor
Receptor
Arquitetura de Redes Locais 49
Controle de acesso virtual (NAV)
RTS
Acesso adiado
Dados
CTS ACK
Transmissor
Receptor
NAV RTSOutrasestações
NAV CTS
NAV Dados
Tempo
Arquitetura de Redes Locais 50
Espaço entre quadros (IFS)
RTS Dados
CTS ACK
Transmissor
Receptor
NAVOutrasestações
Tempo
DIFS
SIFS
SIFS
SIFS
Arquitetura de Redes Locais 51
Transmissão utilizando fragmentação
NAV RTSOutrasestações
NAV CTS
NAV Frag. 0
Tempo
RTS Frag. 0
CTS ACK0
Transmissor
Receptor
DIFS
SIFS
SIFS
SIFS
Frag. 1
ACK1
SIFS
SIFS
Frag. 2
ACK2
SIFS
SIFS
NAV ACK0
NAV Frag. 1
NAV ACK1
Arquitetura de Redes Locais 52
Quadro 802.11
Endereço 1CQ CS
2 6
Endereço 2 Dados FCS
6 2 0-2312 4
D/ID
2
Endereço 3
6
Endereço 4
6
Arquitetura de Redes Locais 53
Campo CQ (controle do quadro)
SubtipoVerTD
2 4 1
Tipo
2
FD
1
MF
1
RB
1
PM
1
MD
1
WB
1
OB
1
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