Tecnologias da Camada de Enlace

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Redes de Computadores
REDES DE COMPUTADORES
Aula 6 - Visão Geral das Tecnologias da Camada de Enlace
Aula 6 - Redes de Computadores
Tema da Apresentação
Redes de Computadores
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Aula 6 – Visão geral das Tecnologias de Enlace- *
Compreender a finalidade dos protocolos de camada de enlace e da camada física;
Identificar os principais tipos de protocolos de camada de enlace;
Comparar e confrontar os protocolos de camada de enlace;
Identificar os padrões da família de protocolos Ethernet;
Comparar e confrontar os diversos padrões ethernet; 
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO:
Tema da Apresentação
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A camada de enlace é implementada em um adaptador de rede, que é também conhecido como controlador de interface de rede (NIC)
No núcleo do adaptador, está o controlador da camada de enlace, normalmente um único chip de sistema, que implementa vários serviços da camada de enlace (enquadramento, acesso ao enlace, controle de fluxo etc). 
A maior parte da funcionalidade da camada de enlace é implementada em hardware. como no controlador de interface de rede (NIC)
ONDE A CAMADA DE ENLACE É IMPLEMENTADA?
Tema da Apresentação
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ONDE A CAMADA DE ENLACE É IMPLEMENTADA?
Tema da Apresentação
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Na camada de enlace, não é o nó (roteadores e computadores) que possuem um endereço de camada de enlace e sim o adaptador do nó. 
Segundo Kurose, um endereço da camada de enlace é também denominado um endereço de LAN, um endereço físico, ou um endereço MAC (media access control – controle de acesso ao meio)
O endereço MAC tem 6 bytes de comprimento, expressos em notação hexadecimal, onde cada byte é expresso como um par de números hexadecimais. 
ENDEREÇAMENTO NA CAMADA DE ENLACE
Tema da Apresentação
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Uma propriedade dos endereços MAC é que não existem dois adaptadores com o mesmo endereço? 
Isto ocorre devido ao IEEE gerenciar o espaço físico de endereços MAC. Quando uma empresa quer fabricar adaptadores, compra, por uma taxa nominal¸ uma parcela do espaço de endereços  que consiste em 224 endereços. 
O IEEE aloca a parcela de 224 endereços fixando os primeiros 24 bits de um endereço MAC e permitindo que a empresa crie combinações exclusivas com os últimos 24 bits para cada adaptador. 
VOCÊ SABIA
Tema da Apresentação
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ENDEREÇOS MAC
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Um protocolo da camada de enlace é usado para transportar um datagrama por um enlace individual. 
Ele define o formato dos pacotes trocados entre os nós nas extremidades do enlace, bem como as ações realizadas por esses nós ao enviar e receber pacotes. 
A unidade de dados trocada pelo protocolo de camada de enlace é denominada quadro e cada quadro encapsula um datagrama da camada de rede.
SERVIÇOS FORNECIDOS PELA CAMADA DE ENLACE
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SERVIÇOS FORNECIDOS PELA CAMADA DE ENLACE
Enquadramento de Dados
Acesso ao enlace
Entrega confiável
Controle de Fluxo
Detecção de erros
Correção de erros
Half e Full Duplex
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Quase todos os protocolos de camada de enlace encapsulam cada datagrama de camada de rede dentro de um quadro de camada de enlace, antes de transmiti-lo pelo enlace.
ENQUADRAMENTO DE DADOS
Enquadramento de Dados
Acesso ao enlace
Entrega confiável
Controle de Fluxo
Detecção de erros
Correção de erros
Half e Full Duplex
Tema da Apresentação
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O protocolo de acesso ao meio (medium access control protocol – MAC) especifica as regras, segundo as quais um quadro é transmitido pelo enlace.
ACESSO AO ENLACE
Enquadramento de Dados
Acesso ao enlace
Entrega confiável
Controle de Fluxo
Detecção de erros
Correção de erros
Half e Full Duplex
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Quando um protocolo de camada de enlace fornece serviço confiável de entrega, ele garante que vai transportar cada datagrama da camada de rede pelo enlace sem erro.
ENTREGA CONFIÁVEL
Enquadramento de Dados
Acesso ao enlace
Entrega confiável
Controle de Fluxo
Detecção de erros
Correção de erros
Half e Full Duplex
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Semelhante a camada de transporte, um protocolo de camada de enlace pode fornecer controle de fluxo, para evitar que o nó remetente de um lado de um enlace congestione o nó receptor do outro lado do enlace.
CONTROLE DE FLUXO
Enquadramento de Dados
Acesso ao enlace
Entrega confiável
Controle de Fluxo
Detecção de erros
Correção de erros
Half e Full Duplex
Tema da Apresentação
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Mecanismo para detectar a presença de erros de bits, que podem ser originados pela  atenuação do sinal ou ruído eletromagnético.  
Esse mecanismo é implementado através do envio de bits de detecção de erros no quadro e a realização de uma verificação  de erros no receptor. 
Normalmente é implementada em hardware.
DETECÇÃO DE ERROS
Enquadramento de Dados
Acesso ao enlace
Entrega confiável
Controle de Fluxo
Detecção de erros
Correção de erros
Half e Full Duplex
Tema da Apresentação
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Semelhante à detecção de erros, porém, além de detectar erros no quadro também determina exatamente em que lugar do quadro os erros ocorreram corrigindo-os. Alguns protocolos fornecem a correção de erros apenas para o cabeçalho do pacote e não para o pacote inteiro.
CORREÇÃO DE ERROS
Enquadramento de Dados
Acesso ao enlace
Entrega confiável
Controle de Fluxo
Detecção de erros
Correção de erros
Half e Full Duplex
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Semelhante à detecção de erros, porém, além de detectar erros no quadro também determina exatamente em que lugar do quadro os erros ocorreram corrigindo-os. 
Alguns protocolos fornecem a correção de erros apenas para o cabeçalho do pacote e não para o pacote inteiro.
HALF DUPLEX E FULL DUPLEX
Enquadramento de Dados
Acesso ao enlace
Entrega confiável
Controle de Fluxo
Detecção de erros
Correção de erros
Half e Full Duplex
Tema da Apresentação
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Para uma compreensão mais abrangente dos protocolos da camada de enlace, os seguintes conceitos serão discutidos:
PROTOCOLOS DA CAMADA DE ENLACE
Tema da Apresentação
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Apesar do termo ser menos conhecido, é o tipo mais comum.  
É o método de comunicação ponto a ponto, ou seja, uma origem para um destino.  
A transmissão unicast ocorre quando A envia a informação apenas para B. 
Neste tipo de comunicação, apenas B recebe a informação. 
PACOTES UNICAST
Tema da Apresentação
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Método de comunicação
que suporta difusão para um conjunto definido de hosts. 
Muito semelhando ao conceito de broadcasting, porém mais eficiente, pois permite que um único pacote seja recebido por um grupo específico de estações sem atrapalhar os demais. 
MULTICAST
Tema da Apresentação
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Método de comunicação que suporta difusão para um conjunto de hosts. 
Este termo foi originalmente aplicado a transmissões de rádio e televisão, pois, as transmissões estão disponíveis a um público grande. 
BROADCAST
Tema da Apresentação
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Este termo refere-se a um único sistema Ethernet full duplex, cujos elementos (cabos, repetidores, interfaces de estação e outras partes do hardware) fazem parte do mesmo domínio de temporização de sinal.
DOMÍNIOS DE COLISÃO E BROADCAST
Tema da Apresentação
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Se dois segmentos são conectados por um repetidor este propagará todo o tráfego para o outro segmento, diferentemente dos switches que, ao  receberem um quadro propagam-no apenas para o segmento onde se encontra o seu real destino
SEGMENTAÇÃO DA REDE
Tema da Apresentação
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É um agrupamento de vários domínios de colisão. Os dispositivos da camada 02 (enlace) encaminham para todas as interfaces um pacote de broadcast. 
Desta forma, vários segmentos interligados através de dispositivos da camada de enlace fazem parte do mesmo domínio de broadcast. 
Para segmentar um domínio de broadcast, é necessário um dispositivo da camada 03 (rede), ou seja, um roteador.
ENDEREÇAMENTO NA CAMADA DE ENLACE
Tema da Apresentação
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As diferenças existem devido à variedade de tipos de enlaces sobre os quais os protocolos podem operar. 
Os enlaces dividem-se em dois grandes grupos:
 enlace ponto a ponto tem um único transmissor e um único receptor e 
 enlace multiponto é compartilhado por muitos transmissores e receptores.
TECNOLOGIAS DE ENLACE
Tema da Apresentação
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A camada de enlace de dados pode ser dividia em duas subcamadas: 
 controle do enlace de dados (Logical Link Control – LLC) e 
 controle de acesso ao meio (Media Access Control – MAC)
CONTROLE DE ENLACE DE DADOS
Tema da Apresentação
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Nestas tecnologia temos um modem em cada extremidade do canal físico e temos dois dispositivos conectados pelo enlace.
Normalmente neste enlaces podem ser implementados protocolos de multiplexação para aproveitar toda a capacidade do canal
ENLACES PONTO A PONTO
Tema da Apresentação
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Entre os protocolos de enlace podemos citar:
PPP
ADSL
X-25
Frame Relay
ATM
HDLC
PROTOCOLOS DE ENLACE PONTO A PONTO
Tema da Apresentação
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São características comuns a todos os protocolos:
 Broadcast na transmissão
 Quadro com endereço MAC
 Todos recebem e apenas o real destinatário repassa o pacote para a camada de rede, os demais rejeitam
 Não são suportadas colisões
PROTOCOLOS MULTIPONTO
Tema da Apresentação
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No método de acesso aleatório, o canal não é dividido, e podem ocorrer colisões. Não existe uma regra que especifica qual estação deve ser a próxima a transmitir.  Exemplos: 
 Aloha puro e slotted Aloha, 
 CSMA (Carrier Sense Multiple Access), 
 CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), 	
 CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance).
MÉTODOS DE ACESSO ALEATÓRIO
Tema da Apresentação
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No método de acesso por revezamento, uma estação não pode transmitir a menos que tenha sido autorizada por outra (as). 
São exemplos de protocolos que usam este método: 
 polling e 
 passagem de permissão (token).
REVEZAMENTO
Tema da Apresentação
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REVEZAMENTO X ACESSO ALEATÓRIO
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Definido pelo padrão IEEE 802.3 e, originalmente, com capacidade de 10Mbps; e podendo  utilizar diversos tipos de cabeamento. 
É uma tecnologia de rede extensamente utilizada que emprega topologia lógica de barramento. 
O padrão Ethernet especifica todos os detalhes, inclusive o formato dos quadros que os computadores enviam através do barramento, a voltagem a ser utilizada e o método usado para modular o sinal. 
Uma rede local (LAN) Ethernet é composta de hardware e software ,trabalhando juntos, para oferecer dados digitais entre computadores.
ETHERNET
Tema da Apresentação
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O quadro (frame), que é um conjunto padronizado de bits usados para transportar dados pelo sistema;
ELEMENTOS BÁSICOS ETHERNET
QUADRO
Tema da Apresentação
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O protocolo Media Access Control, que consiste em um conjunto de regras embutidas em cada interface Ethernet para permitir que vários computadores acessem o canal Ethernet, compartilhado de um modo ordenado
ELEMENTOS BÁSICOS ETHERNET
PROTOCOLO MAC
Tema da Apresentação
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Os componentes de sinalização, que consistem em dispositivos eletrônicos padronizados, que enviam e recebem sinais por um canal Ethernet;
ELEMENTOS BÁSICOS ETHERNET
COMPONENTES DE SINALIZAÇÃO
Tema da Apresentação
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O Meio físico, que consiste nos cabos e outro hardware usado para transportar os sinais ethernet digitais entre os computadores ligados à rede.
ELEMENTOS BÁSICOS ETHERNET
MEIO FÍSICO
Tema da Apresentação
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O primeiro padrão ethernet foi desenvolvido para funcionar a 10 Mbps. 
Inicialmente foi produzido com os modelos:
10Base2
10Base5 e 
10BaseT
ETHERNET
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Evolução do padrão Ethernet, porém com capacidade de 100 Mbps. 
O sistema de Fast-Ethernet é baseado em sistemas de mídia de par trançado e fibra ótica e oferece canais de rede de alta velocidade para uso em sistemas de backbone.
FAST ETHERNET
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Evolução do padrão Fast-Ethernet para capacidade de 1000 Mbps. 
Descreve um sistema que opera a uma velocidade de 1 bilhão de bits por segundo, em mídia de fibra ótica e par trançado.  
Emprega o mesmo protocolo CSMA/CD, empregado nas suas predecessoras Ethernet e, além disso, o formato e tamanho do frame também são os mesmos.
GIGABIT ETHERNET
Tema da Apresentação
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Evolução do padrão Gigabit, suportando capacidade de transmissão
de 10 e 100 Gbps, respectivamente. 
O padrão 10 Gigabit Ethernet segue na sua essência o padrão gigabit ethernet, porém, seu modo de transmissão é, única e exclusivamente, full-duplex e o meio físico é a fibra ótica – multimodo ou monomodo. 
Em virtude do aumento da distância abrangida pela fibra ótica (40 km), o 10 gigabit ethernet é utilizado em rede metropolitana.
10/100 GIGABIT ETHERNET
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Para saber mais sobre os tópicos estudados nesta aula, pesquise na internet sites, vídeos e artigos relacionados ao conteúdo visto. Se ainda tiver alguma dúvida, fale com seu professor online utilizando os recursos disponíveis no ambiente de aprendizagem. 
Para saber mais sobre o padrão IEEE consulte o site: http://www.ieee802.org/, onde você poderá fazer download dos padrões estudados. 
APROFUNDANDO OS CONHECIMENTOS
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Compreendeu a finalidade dos protocolos de camada de enlace e da camada física;
Identificou os principais tipos de protocolos de camada de enlace;
Comparou e confrontou os protocolos de camada de enlace;
Identificou os padrões da família de protocolos ethernet. 
NESTA AULA, VOCÊ: 
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