Aula 06 Redes de Computadores - Camada de 2

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Redes de Computadores
Aula 6
Obionor Nóbrega
A arquitetura IEEE 802
� Especifica um modelo de 3 camadas 
para redes locais
� Equivale aos níveis 1 e 2 do MR-OSI
A arquitetura IEEE 802
� SAP: Service Access Port
� É uma porta para camada de protocolo de rede
� Usado para identificar a “conversa” entre 
protocolos diferentes
SAPs: Service Access Port
Aplicação
MAC 
Service 
Access 
Point 
(MSAP)
Physical 
Access 
Point 
(PSAP)
Logical Link Control (802.2)
� Missão do nível 2:
� Proporcionar serviços de:
� Controle de erros;
� Controle de fluxo;
� Multiplexagem;
� Serviços orientados à conexão;
� Serviços não orientados à conexão;
� Broadcast e Multicast
� Baseado na especificação HDLC do MR-OSI
� High-level Data Link Control
� Para estabelecimento de conexão utiliza o ABM -
Asynchronous Balanced Mode
O Quadro HDLC
� Quadros delimitados por “flags de 
sincronização”
� Padrão 01111110 – inicio e/ou fim do 
quadro
� Como evitar que os dados do quadro 
se confundam com o flag ?
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Solução
� Bit-stuffing
� Antes da emissão verifica-se se os dados 
contém mais que 5 bits uns;
� Caso positivo, adiciona-se um bit zero
� No receptor, verifica-se de forma inversa, 
retirando o bit zero dos dados.
O Quadro HDLC
� O endereço é usado para identificar o 
nó secundário a que se destina o 
comando ou o que emitiu a resposta
� configuração ponto-a-ponto não é 
necessário, mas existe sempre
O Quadro HDLC
� O campo de controle identificam o tipo 
de quadro.
� Controle de erro
� O Controle de Fluxo
� O FCS de 16 bits corresponde ao CRT-
CCITT
Logical Link Control (802.2)
� Função:
� Ocultar as diferença entre os diversos tipos 
de redes 802
� Fornece um único formato e uma única 
interface com a camada de rede
Logical Link Control (802.2)
� Fornece três opções de serviços:
� Serviço de datagrama não-confiável
� Omite: Nº de seqüência e nº de confirmação
� Serviço de datagrama com confirmação
� Contém: end. Origem, end. Destino, nº 
seqüencial e um nº para confirmação
� Serviço orientado à conexão confiável
� Contém: end. Origem, end. Destino, nº 
seqüencial e um nº para confirmação
Logical Link Control (802.2)
� Opções de serviço de entrega de quadros
Não Orientado à 
conexão (Datagrama)
Orientado à conexão 
Não Confirmado
Confirmado
É sempre Confirmado
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Serviço de datagrama não-
confiável
� Se o quadro for corrompido durante a 
transmissão, o LLC não efetua qualquer 
tentativa de recuperação do quadro perdido
� Esta característica é valida:
� Quando a taxa de erro é baixa ( ex. Fibra ótica) 
� Recuperação de erros é deixada às camadas superiores
� Quando se trata de comunicação em tempo real 
(serviços isócronos – ex: transmissão de voz), em 
que é preferível receber quadros corrompidos do 
que quadros com atrasos significativos
Serviço de datagrama com 
confirmação
� Cada quadro recebido é individualmente 
confirmado pelo receptor do emissor. Assim o 
emissor tem sempre conhecimento se um 
quadro foi ou não corrompido
� Pode prover retransmissão
� É importante quando a taxa de erros na linha 
é alta (ex: redes sem fio)
O Quadro LLC
� Limita-se a definir dois endereços para 
multiplexagem: 
� DSAP -Destination Service Access Point
� Bit 0 indica se endereço é unicast ou multcast
� SSAP - Source Service Access Point
� Bit 0 indica se o quadro é comando ou resposta
8 bits8 bits8 bits
Redes Ethernet (IEEE 802.3)
� Utiliza o protocolo CSMA/CD para 
coordenar o acesso ao meio de 
transmissão
� MAC - Medium Access Control
� Endereçamento com 6 bytes (48 bits)
� Endereço: Físico, MAC ou “ethernet” 
Endereço MAC
� Cada endereço consiste em 48bits, ou 6 
bytes ou 12 dígitos Hexadecimais;
� Este endereço é definido pelo fabricante da 
placa de rede e, em tese, não há dois 
endereços idênticos no mundo;
� Os primeiros seis dígitos identificam o 
fabricante e os seis últimos o número de série 
da placa
00-07-95-5C-93-41
Endereço MAC
� Exemplo do MAC no windows
Ipconfig/all
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O quadro Ethernet 802.3
� Sincronização através de 8 bytes
� Preâmbulo de 7 (10101010) para 
sincronização de bits
� 1 byte para detectar o inicio do quadro 
(SFD - “Start Frame Delimiter”) com valor 
10101011
Quadro 802.3
O quadro Ethernet 802.3
� Cabeçalho de 14 bytes
� 6 de endereço origem e 6 de endereço 
destino;
� 2 bytes indicando o Nº total bytes de 
dados transmitidos;
Quadro 802.3
O quadro Ethernet 802.3
� PAD
� Pode existir para que o quadro tenha o 
comprimento mínimo de 512bits (64 bytes)
� FCS
� Soma de controle para detecção de erros e colisão 
(correspondente ao CRC-32)
Quadro 802.3
O quadro Ethernet 802.3 
� O quadro 802.2 encapsulado no quadro 802.3
Quadro 802.3
Observação
� O quadro LLC (802.2) tem com principal 
objetivo:
� Definir um mecanismo de multiplexagem 
onde vários protocolos usam o mesmo 
recurso simultaneamente.
� SAP
Outros formatos do quadro...
� O Quadro “Ethernet II” (DIX)
� Quadro padrão para o IP
� Campo total chamado E-type
� Multiplexagem de Protocolos de rede
� E-types únicos
� IP = 800
� ARP = 806
� IPX=8137
Endereço
de destino
(6 bytes - 48 bits)
Endereço
de origem (6 bytes -
48 bits)
Ethernet Type 
(E-Type)
(2 bytes - 16 bits)
Dados 
Até
1500 bytes
FCS
(4 bytes - 32 bits)
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Observações
� O tipo de quadro “ Ethernet II” permite 
transportar a maior quantidade de 
dados (1500 bytes)
� A quantidade de dados transportada 
pelos quadro é chamda MTU 
("Maximum Transfer Unit“)
Controle de Acesso ao Meio -
MAC
� Redes locais – LAN
� Broadcast
� Problema:
� Compartilhamento do meio
� apenas um nó pode transmitir em cada instante
� Solução
� Técnica para coordenar o acesso ao meio
� Problema: atraso no tempo de envio do quadro
Tempo efetivo de transmissão
Tempo de transmissão 
do quadro =
Comprimento do quadro (bits)
Taxa de transmissão (bits/seg)
Tempo total necessário para
transmissão do quadro =
Tempo de transmissão 
do quadro
Tempo médio de espera 
para transmissão do quadro
CSMA/CD
CSMA - Carrier Sense Multiple 
Access
� Baseia-se na detecção da existência de 
uma transmissão em curso 
� Algoritmos:
� CSMA não persistente
� CSMA 1 persistente
� CSMA p persistente
CSMA - Carrier Sense Multiple 
Access
� CSMA não persistente
� se o meio de transmissão está ocupado espera 
um período de tempo aleatório e volta a tentar
� A desvantagem é que o meio de transmissão 
pode estar desocupado enquanto existem 
dados para transmitir. 
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CSMA - Carrier Sense Multiple 
Access
� CSMA 1 persistente
� continuar a escutar o meio até que esteja livre 
e transmite nesse instante. 
� Se existe mais do que um nó nestas condições 
ocorre uma colisão, nesse caso espera um 
período de tempo aleatório e volta a tentar. 
CSMA - Carrier Sense Multiple 
Access
� CSMA p persistente
� este algoritmo tenta diminuir as colisões 
evitando que o meio de transmissão seja sub-
utilizado:
� Espera até que o meio esteja livre, então transmite 
com uma probabilidade p, em alternativa espera um 
período de tempo equivalente ao atraso máximo de 
propagação no meio de transmissão e volta ao inicio. 
CSMA - Carrier Sense Multiple 
Access
� CSMA p persistente (observação)
Mesmo a técnica p-persistente não resolve 
totalmente os problemas:
• continuam a existir colisões
• continuam a existir instantes em que o meio 
não é utilizado e existem dados à espera para 
ser emitidos
CSMA/CD
� Obriga a que os nós escutem a rede enquanto 
emitem dados;
� Caso detecte a colisão, encerra-se a emissão de 
quadros;
� É emitido um sinal de 48 bits (“jam”) para todos 
as estações informando a colisão;
� Depoisda colisão o nó espera um período de 
tempo aleatório e volta a tentar
� Para evitar colisões sucessivas utiliza-se uma 
técnica em que os tempos aleatórios de espera 
são sempre duplicados por cada colisão que 
ocorre. ("binary exponential backoff“)
CSMA/CD
Em lugar de minimizar o número de colisões, tenta-se reduzir as suas conseqüências
O nó A detecta a colisão tarde demais pois já terminou o envio 
do quadro
Controlo de fluxo e erros
� funções fundamentais para assegurar a 
ligação lógica;
� O controlo de fluxo é um mecanismo que 
evita que um nó receba mais dados do que 
pode absorver (stop & wait);
� O controlo de erros tem por missão corrigir 
erros na transmissão dos dados
� Detectados através de CRC
� Corrigidos/retransmitido através de ARQ