Aula 06 Redes de Computadores

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CCT0008 – REDES DE COMPUTADORES 
Aula 06: Visão Geral das Tecnologias de Enlace 
AULA 06: VISÃO GERAL DAS TECNOLOGIAS DE ENLACE 
Redes de Computadores 
Objetivos 
O aluno deverá ser capaz de: 
 
• Explicar a finalidade dos protocolos de camada de enlace e da camada física; 
• Listar os principais tipos de protocolos de camada de enlace; 
• Comparar e confrontar os protocolos de camada de enlace 
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Onde a Camada de Enlace é Implementada? 
• A camada de enlace é 
implementada no adaptador de rede 
(Network Interface Card - NIC) 
• No núcleo do adaptador, está o 
controlador da camada de enlace, 
normalmente um único chip de 
sistema, que implementa os serviços 
da camada de enlace 
(enquadramento, acesso ao enlace, 
controle de fluxo etc). 
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Onde a Camada de Enlace é Implementada? 
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Serviços fornecidos pela camada de Enlace 
• Protocolo da camada de enlace 
- transportar um datagrama por um enlace individual. 
• Define 
- O formato dos pacotes trocados entre os nós nas extremidades do enlace 
- As ações realizadas por esses nós ao enviar e receber pacotes. 
• A unidade de 
- Quadro (frame) 
- Cada quadro encapsula um datagrama da camada de rede. 
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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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Enquadramento de Dados 
• ENQUADRAMENTO DE DADOS 
 
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. 
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Acesso ao Enlace 
• ACESSO AO ENLACE 
 
O protocolo de acesso ao meio (medium access control 
protocol – MAC) especifica as regras, segundo as quais um 
quadro é transmitido pelo enlace. 
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Entrega Confiável 
• ENTREGA CONFIÁVEL 
 
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. 
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Controle de Fluxo 
• CONTROLE DE FLUXO 
 
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. 
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Detecção de Erros 
• DETECÇÃO DE ERROS 
 
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. 
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Correção de Erros 
• CORREÇÃO DE ERROS 
 
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. 
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Half e Full Duplex 
• HALF E FULL DUPLEX 
 
A definição do modo de transmissão é feita pela camada de enlace 
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Protocolos da Camada de Enlace 
Pacotes unicast 
Multicast 
Broadcast 
Domínios de colisão e broadcast 
Segmentação da rede 
Para uma compreensão mais abrangente dos protocolos da camada de enlace vamos aos 
conceitos de: 
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Pacotes Unicast 
Pacotes unicast 
Multicast 
Broadcast 
Domínios de colisão e broadcast 
Segmentação da rede 
• É o tipo mais comum de endereçamento 
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. 
Para uma compreensão mais abrangente dos protocolos da camada de enlace vamos aos 
conceitos de: 
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Multicast 
Pacotes unicast 
Multicast 
Broadcast 
Domínios de colisão e broadcast 
Segmentação da rede 
• Método que suporta difusão para um 
conjunto definido de hosts. 
• Semelhando ao broadcasting, porém mais 
eficiente, pois permite que um único pacote 
seja recebido por um grupo específico de 
estações sem interferir nas demais. 
Para uma compreensão mais abrangente dos protocolos da camada de enlace vamos aos 
conceitos de: 
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Broadcast 
Pacotes unicast 
Multicast 
Broadcast 
Domínios de colisão e broadcast 
Segmentação da rede 
• Método de comunicação que suporta 
difusão para um conjunto de hosts. 
• Termo originalmente aplicado a 
transmissões de rádio e televisão (de um 
transmissor para “n” receptores). 
Para uma compreensão mais abrangente dos protocolos da camada de enlace vamos aos 
conceitos de: 
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Domínios de Colisão e Broadcast 
Pacotes unicast 
Multicast 
Broadcast 
Domínios de colisão e broadcast 
Segmentação da rede 
• 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. 
Para uma compreensão mais abrangente dos protocolos da camada de enlace vamos aos 
conceitos de: 
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Segmentação da rede 
Pacotes unicast 
Multicast 
Broadcast 
Domínios de colisão e broadcast 
Segmentação da rede 
• 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 
Para uma compreensão mais abrangente dos protocolos da camada de enlace vamos aos 
conceitos de: 
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Endereçamento na Camada de Enlace 
• 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. 
 
• O endereço MAC tem 6 bytes de comprimento, expressos em notação hexadecimal, onde 
cada byte é expresso como um par de números hexadecimais. 
Exemplo: 
08 – 00 – 27 – 00 – 9C – 6E 
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Endereços MAC 
• Não podem existir dois adaptadores com o mesmo endereço MAC. O IEEE gerencia este 
espaço físico de endereços MAC. 
 
• Para empresa fabricar adaptadores basta comprar, por uma taxa nominal¸ uma parcela do 
espaço de endereços que consiste em 224 endereços. 
Exemplo: 
08 – 00 – 27 – 00 – 9C – 6E 
Fabricante Serial da Placa 
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EndereçosMAC 
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Controle do Enlace de Dados 
• 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) 
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Tecnologias de Enlace 
• As diferentes tecnologias 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 - um único transmissor e um único receptor 
 - Enlace multiponto - meio compartilhado por muitos transmissores e receptores. 
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Enlaces ponto a ponto 
• 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 
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Protocolos de enlace ponto a ponto 
• Entre os protocolos de enlace podemos citar: 
- PPP 
- ADSL 
- X-25 
- Frame Relay 
- ATM 
- HDLC 
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Protocolos Multiponto 
• 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 
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Métodos de Acesso Aleatório 
• No 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. 
 - 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). 
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Revezamento 
• 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). 
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Revezamento 
• 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). 
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Revezamento x Acesso Aleatório 
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CSMA/CD 
• Inclui uma técnica de detecção da portadora e um método para controle de colisões: 
 
- Se um dispositivo estiver transmitindo um quadro e detecta que outro sinal foi transmitido 
no canal, este interrompe a transmissão e espera um intervalo de tempo aleatório (backoff) 
antes de tentar transmitir novamente. 
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CSMA/CD 
Item 1 Item 2 
• CS (Carrier Sense) 
Capacidade de identificar se está ocorrendo transmissão através da detecção 
de alguma portadora no canal. 
• MA (Multiple Access) 
Capacidade de operar num canal com múltiplos nós 
O CSMA/CD não gera nenhum tipo de prioridade 
Pode ocorrer de duas placas tentarem transmitir dados ao mesmo tempo. 
Quando há uma colisão os frames no canal ficam inutilizados. 
• CD (Collision Detection) 
É responsável por identificar colisões na rede. 
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CSMA/CD 
Item 1 Item 2 
• A diferença básica é que no 802.11 a estação executa o backoff aleatório antes de transmitir, 
escolhendo um número que vai definir por quantos “slots” de tempo a estação deve esperar antes 
de ouvir novamente o meio. Quando o contador zerar se o meio estiver desocupado a estação 
aguarda por mais um curto intervalo de tempo chamado de DIFS, então com o meio livre pode 
iniciar a transmissão 
• Após iniciada a transmissão nada mais será feito até que o quadro termine. 
• Se outra estação começar a transmitir ao mesmo tempo, uma não terá como detectar a 
transmissão da outra e o resultado será o quadro transmitido integralmente e um erro na recepção.