MODULO 4 CISCO

Prévia do material em texto

- ACESSO A REDE
dispositivo origem, a função da camada de enlace de dados é preparar os dados para transmissão e controlar o modo como eles acessam o meio físico.
a camada física controla como os dados são transmitidos no meio físico codificando os dígitos binários que representam dados em sinais.
Os protocolos de enlace de dados reagem ao modo de como formatar um quadro para o uso em diferentes meios físicos. 
TIPOS DE CONEXÃO
Quer você esteja se conectando a uma impressora local em casa ou a um site em outro país, antes que qualquer comunicação de rede possa ocorrer, é preciso estabelecer uma conexão física com uma rede local. Uma conexão física pode ser uma conexão com fio usando um cabo ou uma conexão sem fio usando ondas de rádio.
O tipo de conexão física usado depende totalmente da configuração da rede. Por exemplo, em muitos escritórios corporativos, os funcionários possuem desktops ou laptops fisicamente conectados por um cabo a um switch compartilhado. Esse tipo de configuração é uma rede conectada. Os dados são transmitidos por meio de um cabo físico.
Além das conexões com fio, muitas empresas também oferecem conexões sem fio para notebooks, tablets e smartphones. Com dispositivos sem fio, os dados são transmitidos usando ondas de rádio. O uso da conectividade sem fio é comum, conforme indivíduos e empresas descobrem as vantagens de oferecer esse tipo de serviço. Para oferecer o recurso sem fio, os dispositivos em uma rede sem fio devem ser conectados a um access point (AP) sem fio.
PLACAS DE INTERFACES DE REDE
As placas de interface de rede (NICs) conectam um dispositivo à rede. As NICs Ethernet são usadas para uma conexão com fio, conforme mostrado na Figura 1, enquanto NICs WLAN são usadas para conexão sem fio. Um dispositivo de usuário final pode incluir um ou os dois tipos de NICs. Uma impressora de rede, por exemplo, pode só ter uma NIC Ethernet e, portanto, deve ser conectada à rede com um cabo Ethernet. Outros dispositivos, como tablets e smartphones, só contém uma NIC WLAN e devem usar uma conexão sem fio.
Nem todas as conexões físicas são iguais, em termos de nível de desempenho, durante uma conexão com uma rede
Por exemplo, um dispositivo sem fio apresentará degradação no desempenho com base em sua distância de um access point sem fio. Quanto mais longe o dispositivo estiver do access point, mais fraco será o sinal que recebe. Isso pode significar menos largura de banda ou ausência de conexão sem fio. Que um extensor de alcance sem fio pode ser usado para regenerar o sinal sem fio para outras partes da casa que estão muito distantes do access point sem fio. Por sua vez, uma conexão com fio não terá o seu desempenho afetado.
Todos os dispositivos sem fio compartilharam o acesso às ondas aéreas que os conectam ao access point sem fio. Isso significa que poderá ocorrer um desempenho de rede mais lento, à medida que mais dispositivos sem fio acessarem a rede ao mesmo tempo. Um dispositivo com fio não precisa compartilhar seu acesso à rede com outros dispositivos. Cada dispositivo com fio tem um canal de comunicações separado em seu cabo Ethernet. Isso é importante ao considerar algumas aplicações, como jogos online, streaming de vídeo e videoconferência, que exigem mais largura de banda dedicada do que outras aplicações.
você saberá mais sobre as conexões da camada física que ocorrem e como elas afetam o transporte de dados.
 A CAMADA FISÍCA 
A camada física do modelo OSI fornece os meios para transportar os bits que formam um quadro da camada de enlace de dados no meio físico de rede. Ela aceita um quadro completo da camada de enlace de dados e o codifica como uma série de sinais que são transmitidos para o meio físico local. Os bits codificados que formam um quadro são recebidos por um dispositivo final ou por um dispositivo intermediário.
O processo pelo qual os dados passam de um nó origem para um nó de destino é:
Os dados do usuário são segmentados pela camada de transporte, colocados em pacotes pela camada de rede e depois encapsulados em quadros pela camada de enlace de dados.
A camada física codifica os quadros e cria os sinais de onda elétrica, óptica ou de rádio que representam os bits em cada quadro.
Em seguida, esses sinais são enviados no meio físico, um de cada vez.
A camada física do nó destino recupera esses sinais individuais do meio físico, restaura-os às suas representações de bits e passa os bits para a camada de enlace de dados como um quadro completo.
1Camada de transporte
2Cama da rede
3Enlace de dados 2 enlace de dados 
4Camada física ------------------------------- > 1camada fica desino
Meios de camada física -cabos 
Há três formas básicas de meio físico de rede. A camada física produz a representação e os agrupamentos de bits para cada tipo de meio físico como:
Cabo de cobre: os sinais são padrões de pulsos elétricos.
Cabo de fibra óptica: os sinais são padrões de luz.
Sem fio: os sinais são padrões de transmissões de micro-ondas
PADRÕES DA CAMADA FISICA
os padrões TCP/IP são implementados em software e orientados pela IETF
os padrões da camada física são implementos de hardware e orientados por muitas organizações inclusive: ISO > EIA/TIA > ITU-T > ANSI > IEEE
LARGURA DA BANDA
Bits por segundo - > b/s
Quilobits por segundo -> kb/s
Megabits por segundo -> mb/s
Gigabits por segundo -> gb/s
Terabits por segundo -> tb/s
Meios físicos diferentes aceitam a transferência de bits a taxas diferentes. Em geral, a transferência de dados é discutida em termos de largura de banda e throughput (taxa de transferência)
Largura de banda é a capacidade de um meio de transportar dados. A largura de banda digital mede a quantidade de dados que podem fluir de um lugar para outro durante um determinado tempo. A largura de banda geralmente é medida em quilobits por segundo (kb/s), megabits por segundo (Mb/s) ou gigabits por segundo (Gb/s). Às vezes, a largura de banda é pensada como a velocidade em que os bits viajam, no entanto, isso não é preciso. Por exemplo, tanto na Ethernet de 10Mb/s quanto na de 100Mb/s, os bits são enviados na velocidade da eletricidade. A diferença é o número de bits que são transmitidos por segundo.
Uma combinação de fatores determina a largura de banda prática de uma rede:
As propriedades do meio físico
As tecnologias escolhidas para sinalização e detecção de sinais de rede
As propriedades do meio físico, as tecnologias atuais e as leis da física desempenham sua função na determinação da largura de banda disponível.
 download é o mesmo que baixar um arquivo.
 upload significa enviar um arquivo.
Tipos de meio físico
A camada física produz a representação e os agrupamentos de bits como voltagens, frequências de rádio ou pulsos de luz. Diversas organizações padronizadoras contribuíram para a definição das propriedades físicas, elétricas e mecânicas das mídias disponíveis para diferentes comunicações de dados. Essas especificações garantem que os cabos e conectores funcionarão conforme antecipado com diferentes implementações da camada de enlace de dados.
Por exemplo, os padrões da mídia de cobre são definidos por:
Tipo de cabeamento de cobre utilizado
Largura de banda da comunicação
Tipo de conectores utilizados
Pinagem e códigos de cor das conexões da mídia
Distância máxima da mídia
Termo descrição da camada física
Sem fio >>>> meio físico que usa padrões de micro -ondas para representar bits.
Largura da banda>>>> a capacidade de um meio físico transportar dados
Fibra ótica>>>> meio físico que usa padrões de luz para representar bits
Taxa de transferência>>>> uma medida de transferência de bits através dos meios físicos 
Cobre>>>> meio físico que usa pulsos elétricos para representar bits
MIDIA DE SOBRE
Há três tipos principais de mídias de cobre usadas em redes:
Par trançado não blindado (UTP) O cabeamentode par trançado não blindado (UTP) é o meio físico de rede mais comum. O cabeamento UTP, terminado com conectores RJ-45, é usado para interconexão de hosts de rede com dispositivos de rede intermediários, como switches e roteadores.
Par trançado blindado (STP) O par trançado blindado (STP) oferece maior proteção contra ruído do que o cabeamento UTP. No entanto, em comparação com o cabo UTP, o cabo STP é significativamente mais caro e de difícil instalação. Assim como o cabo UTP, o STP usa um conector RJ-45
Coaxial conecta antenas a dispositivos sem fio – podem ser agrupadas ao cabeamento de fibra optica para a transmissão bidirecional de dados e pode usar conectores tipo N tipo F e BNC
Esses cabos são usados para interconectar nós em dispositivos de LAN e infraestrutura, como switches, roteadores e access points sem fio. Cada tipo de conexão e os dispositivos correspondentes têm requisitos de cabeamento estipulados pelos padrões da camada física.
Padrões de camada física diferentes especificam o uso de conectores diferentes. Esses padrões especificam as dimensões mecânicas dos conectores e as propriedades elétricas de cada tipo. Os meios físicos de rede usam conectores e plugues modulares para proporcionar conexão e desconexão fáceis. Além disso, um único tipo de conector físico pode ser utilizado para diversos tipos de conexões. Por exemplo, o conector RJ-45 é amplamente usado nas LANs com um tipo de meio físico e em algumas WANs com outro tipo.
Ethernet direto >>>ambas extremidades >> ligar switch a roteador
Ethernet cruzado >>> uma extremidade é padrão A e a outra é B>>>ligar switch a switch ou router a router.
Cabo rollover >>>da cisco >>>porta serial.
Propriedade do cabeamento de fica optica 
 Redes corporativas: usado para aplicações de cabeamento de backbone e interconexão de dispositivos de infraestrutura.
Fiber-to-the-Home (FTTH): usado para fornecer serviços de banda larga sempre ativos para casas e pequenas empresas.
Redes de longa distância: usado por provedores de serviço para conectar países e cidades.
Redes a cabo submarinas: usado para fornecer soluções confiáveis de alta velocidade e alta capacidade, capazes de sobreviver em ambientes submarinos hostis e em distâncias transoceânicas. Clique aqui para ver um mapa telegeográfico que descreve a localização dos cabos submarinos.
A fibra óptica é um fio flexível, extremamente fino e transparente de vidro muito puro, não muito maior do que um fio de cabelo humano. Os bits são codificados na fibra como pulsos de luz. O cabo de fibra óptica atua como um guia de onda, ou “tubo de luz”, para transmitir luz entre as duas extremidades com o mínimo de perda do sinal.
TIPOS DE FIBRA 
Monomodo = produz um único caminho direto para a luz.
Núcleo fino 
Menos dispersão 
Aplicações de longa distancia
Usado backbones de campus para distancia de vários milhares de metros.
Multimodo =permite vários caminhos de luz
Núcleo maior do que o cabo monomodo
Permite maior dispersão e consequentemente perda de sinal
Aplicações de longa distancia (mas menos que os monomodo
Conectadores de fibra optica
ST > SC > LC > LC duplex,multimodo
1 . pode ajudar os dados a trafegar por cerca de 1,24 milhas ou 2km/2.000\m = MULTIMODO
2. usa os diodos emissores de luz como um transmissor de fonte de dados = MULTIMODO
3. usar lasers em um único fluxo como um transmissor de fonte de luz de dados = MONOMODO
4. usado para conectar aplicações de telefonia de longa distancia e de TV a cabo = MONOMODO
5.pode trafegar por cerca de 62,5 milhas ou 100km/100.000m = MONOMODO
6. usado em redes de campus = MULTIMODO
ENLACE DE DADOS
A camada de enlace de dados prepara os dados de rede para a rede física 
A camada de enlace de dados do modelo OSI (Camada 2), , é responsável por:
Permitir que as camadas superiores acessem o meio físico
Aceitar pacotes de Camada 3 e empacotá-los em quadros
Preparar os dados de rede para a rede física
Controlar o modo como os dados são colocados e recebidos no meio físico
Trocar quadros entre os nós por uma mídia de rede física, como UTP ou fibra óptica
Receber e direcionar pacotes a um protocolo de camada superior
Executar a detecção de erros
A notação de Camada 2 para dispositivos de rede conectados a um meio comum é chamada de nó. Os nós criam e encaminham quadros. A camada de enlace de dados OSI é responsável pela troca de quadros entre nós origem e destino na mídia de rede.
A camada de enlace de dados separa efetivamente as transições do meio físico que acontecem quando o pacote é encaminhado do processos de comunicação das camadas superiores. A camada de enlace de dados recebe e direciona os pacotes de/para um protocolo de camada superior, nesse caso, IPv4 ou IPv6. Esse protocolo de camada superior não precisa saber que meio físico será usado pela comunicação.
Controle Lógico de Enlace (Logical Link Control - LLC) essa subcamada superior se comunica com a camada de rede. Ela coloca a informação no quadro que identifica qual protocolo de camada de rede está sendo usado para o quadro.
Controle de Acesso ao Meio (Media Access Control - MAC) essa subcamada inferior define os processos de acesso ao meio físico realizados pelo hardware. Fornece à camada de enlace de dados endereços e acesso a várias tecnologias de rede.
A camada de enlace de dados é responsável por controlar a transferência de quadros pelo meio físico.
Os protocolos da camada de enlace de dados regem como formatar um quadro para uso de diferentes meios físicos.
Diferentes protocolos talvez sejam usados em diferentes meios físicos.
Em casa salto ao longo do caminho um dispositivo intermediário aceita os quadros de um meio . desencapsula o quadro e em seguido encaminha os pacotes em um novo quadro. Os cabeçalhos de cada quadro são formatados para o meio especifico que atravessara.
Em cada salto ao longo do caminho, um roteador:
· Aceita um quadro de um meio
· Desencapsula o quadro
· Encapsula novamente o pacote em um novo quadro
· Encaminha o novo quadro apropriado para o meio desse segmento da rede física
O roteador da figura tem uma interface Ethernet para se conectar à LAN e uma interface serial para se conectar à WAN. À medida que o roteador processa os quadros, ele usará os serviços da camada de enlace de dados para receber o quadro de um meio, desencapsulá-lo para a PDU de Camada 3, encapsular novamente a PDU em um novo quadro e colocar o quadro no meio do próximo link da rede.
As WANs são interconectadas geralmente usando as seguintes topologias físicas:
· Ponto a ponto - essa é a topologia mais simples que consiste em um link permanente entre dois pontos. Por essa razão, trata-se de uma topologia WAN muito popular.
· Hub e spoke - uma versão WAN da topologia em estrela em que um local central interconecta os locais das filiais usando links ponto a ponto.
· Mesh - essa topologia oferece alta disponibilidade, mas requer que cada sistema final esteja interconectado cada um dos outros sistemas. Portanto, os custos administrativos e físicos podem ser significativos. Cada link é essencialmente um link ponto a ponto para outro nó.
Topologias físicas de LAN
· Estrela - os dispositivos finais são conectados a um dispositivo intermediário central. As primeiras topologias em estrela interconectavam dispositivos finais usando hubs Ethernet. No entanto, as topologias em estrela agora usam switches Ethernet. A topologia em estrela é fácil de instalar, muito escalável (fácil de adicionar e remover dispositivos finais) e fácil para solucionar problemas.
· Estrela estendida ou híbrida - em uma topologia de estrela estendida, os dispositivos intermediários centrais interconectam outras topologias de estrela. Uma estrela estendida é um exemplo de uma topologia híbrida.
· Barramento - todos os sistemas finais são encadeados entre si e terminados de alguma forma em cada extremidade. Os dispositivos de infraestrutura, como switches, não são necessários para interconectar os dispositivos finais. As topologias em barramento que usam cabos coaxiais foram utilizadas em redes Ethernet legadas por serembaratas e fáceis de configurar.
· Anel - os sistemas finais são conectados ao seu respectivo vizinho formando um anel. Ao contrário da topologia em barramento, o anel não precisa ser terminado. As topologias em anel foram usadas em redes FDDI e Token Ring legadas.
Comunicação half-duplex - Ambos os dispositivos podem transmitir e receber no meio, mas não podem fazer isso simultaneamente. O modo half-duplex é usado nas topologias de barramento legadas e com hubs Ethernet. As WLANs também operam em half-duplex. O half-duplex permite que apenas um dispositivo envie ou receba de cada vez no meio compartilhado e é usado com métodos de acesso baseados em contenção. Apenas um dispositivo pode enviar de cada vez. HUB
Comunicação full-duplex - ambos os dispositivos podem transmitir e receber no meio ao mesmo tempo. A camada de enlace de dados supõe que o meio físico está disponível para transmissão para ambos os nós a qualquer momento. Os switches Ethernet operam no modo full-duplex por padrão, mas podem operar em half-duplex se conectados a um dispositivo como um hub Ethernet. SWITCH
Contenção – CSMA/CD
 (CSMA/CD) é usado nas LANs Ethernet half-duplex
Contenção – CSMA/CA
Outra forma de CSMA que é usada por WLANs
O Quadro
A descrição de um quadro é o elemento principal da cada protocolo de camada de enlace de dados. Embora existam muitos protocolos de camada de enlace de dados diferentes que descrevem os quadros de camada de enlace de dados, cada tipo de quadro tem três partes básicas:
· Cabeçalho
· Dados
· Trailer
Campos do Quadro
O enquadramento quebra o fluxo em agrupamentos decifráveis, com a informação de controle inserida no cabeçalho e trailer como valores em diferentes campos. Este formato dá aos sinais físicos uma estrutura que pode ser recebida pelos nós e decodificada em pacotes no destino.
Como mostrado na figura, os tipos de campo genérico de quadro incluem:
· Flags indicadores de início e fim de quadro - Usados para identificar os limites de início e fim do quadro.
· Endereçamento - Indicam os nós origem e destino no meio físico
· Tipo - Identifica o protocolo da Camada 3 no campo de dados.
· Controle - Identifica serviços especiais de controle de fluxo, como qualidade do serviço (QoS). O QoS é usado para dar prioridade de encaminhamento a certos tipos de mensagens. Os quadros de enlace de dados que transmitem pacotes de voz sobre IP (VoIP) normalmente têm prioridade, pois são sensíveis a atrasos.
· Dados - contêm o payload do quadro (ou seja, cabeçalho do pacote, cabeçalho do segmento e os dados).
· Detecção de Erros - Esses campos do quadro são usados para detecção de erro e são incluídos depois dos dados para formar o trailer.
Sequencia dos quadros 
Cabeçalho pacote dados trailer
(inicio,endereço,tipo,controle) (dados) (detecção de erros,fim)
Nem todos os protocolos incluem todos esses campos. Os padrões para um protocolo de enlace de dados específico definem o formato real do quadro.
Os protocolos da camada de enlace acrescentam um trailer ao final de cada quadro. O trailer é usado para determinar se o quadro chegou sem erro. O processo é chamado de detecção de erro e é realizado colocando-se um resumo lógico ou matemático dos bits que compõem o quadro no trailer. A detecção de erros é adicionada à camada de enlace de dados, porque os sinais sobre a mídia podem estar sujeitos a interferência, distorção, ou perda que modificariam substancialmente os valores dos bits que aqueles sinais representam.
DADOS = contem o cabeçalho IP a PDU da camada de transporte e os dados.
TIPO = indentifica o protocolo de camada 3 usado pelo LLC
FLAG INDICADOR DE FIM DE QUADRO – marca o fim do quadro.
ENDEREÇAMENTOS = indentifica os hosts origem e destido por endereço MAC
CONTROLE = especifica serviços especiais de controle de fluxo.
RESUMO
A camada de acesso à rede TCP/IP é o equivalente à camada de enlace de dados (Camada 2) e à camada física (Camada 1) do modelo OSI.
A camada física do modelo OSI fornece os meios para transportar os bits que formam um quadro da camada de enlace de dados pelo meio físico da rede. Os componentes físicos são dispositivos de hardware eletrônicos, meios físicos e outros conectores que transmitem e transportam os sinais para representar os bits. Os componentes de hardware, como adaptadores de rede (NICs), interfaces e conectores, materiais e projetos de cabo estão especificados nos padrões associados à camada física. Os padrões de camada física abrangem três áreas funcionais: componentes físicos, técnica de codificação de quadro e método de sinalização.
Usar os meios apropriados é uma parte importante da comunicação de rede. Sem a conexão física correta, com ou sem fio, a comunicação entre dois dispositivos não será realizada.
A comunicação com fio consiste em mídias de cobre e cabos de fibra.
· Há três tipos principais de mídias de cobre usados na rede: par trançado não blindado (UTP), par trançado blindado (STP) e cabo coaxial. O cabeamento UTP é o meio físico de rede de cobre mais comum.
· O cabo de fibra óptica tornou-se muito popular para a interconexão de dispositivos de infraestrutura de rede. Permite a transmissão de dados em longas distâncias e com maior largura de banda (taxas de dados) que todos os outros meios físicos de rede. Diferentemente dos fios de cobre, o cabo de fibra óptica pode transmitir sinais com menos atenuação e é completamente imune à interferência de EMI e RFI.
O meio físico sem fio transporta sinais eletromagnéticos que representam os dígitos binários de comunicações de dados usando frequências de rádio ou de micro-ondas.
O número de dispositivos ativados por conexão sem fio continua aumentando. Por isso, a conexão sem fio tornou-se o meio de opção para redes domésticas e sua popularidade cresce rapidamente em redes corporativas.
A camada de enlace de dados administra a troca de quadros entre nós em um meio de rede físico. Permite que as camadas superiores acessem o meio físico e controla como os dados são enviados e recebidos no meio físico.
Entre as diferentes implementações dos protocolos de camada de enlace de dados, há diferentes métodos de controle de acesso ao meio. Estas técnicas de controle de acesso ao meio definem se e como os nós compartilham a mídia. O método real de controle de acesso ao meio usado depende da topologia e do compartilhamento do meio físico. As topologias de LAN e WAN podem ser físicas ou lógicas. É a topologia lógica que influencia o tipo de enquadramento de rede e controle de acesso ao meio usado. As WANs são interconectadas geralmente usando as topologias físicas ponto a ponto, hub e spoke ou mesh. Em LANs de meio físico compartilhado, os dispositivos finais podem ser interconectados usando as topologias físicas em estrela, em barramento, em anel, ou em estrela estendidas.
Todo protocolo de camada de enlace de dados encapsula a PDU de Camada 3 dentro do campo de dados do quadro. No entanto, a estrutura do quadro e os campos contidos no cabeçalho e trailer variam de acordo com o protocolo.