Aula 5 - Tecnologia Ethernet

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FATEC - Faculdade de Tecnologia de Osasco
Fundamentos de Redes de Computadores - Prof. Adalberto de F. Camargo
Tecnologia Ethernet
Prof. Adalberto de F. Camargo
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Tecnologia Ethernet / IEEE 802.3
• A tecnologia Ethernet foi criada pela Xerox nos anos 70 
para atuar em LAN’s, utilizando o cabo coaxial como meio 
de transmissão de sinais digitais. 
• Podia atingir taxas de transmissão de até 10 Mbps.
• O padrão IEEE 802.3 foi especificado em 1980 baseado na 
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• O padrão IEEE 802.3 foi especificado em 1980 baseado na 
tecnologia Ethernet original.
• Utiliza o método de acesso ao meio físico denominado 
CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision 
Detection)
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Tecnologia Ethernet / IEEE 802.3
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• Diagrama elaborado pelo Dr. Robert M. Metcalfe em 1976 
para apresentar a tecnologia Ethernet no National 
Computer Conference.
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Codificação Manchester
• Como utiliza um meio físico com 
características bem definidas, a tecnologia 
Ethernet não exige a modulação do sinal 
digital para a sua transmissão.
• Porém, utiliza um esquema de codificação 
denominado Manchester, onde cada bit de 
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denominado Manchester, onde cada bit de 
dado é sinalizado como uma forma de 
transição de estado do meio físico.
• Esse tipo de codificação permite uma 
melhor sincronização entre transmissor e 
receptor, principalmente nas situações onde 
uma longa seqüência de bits iguais é 
transmitida.
Exemplo de Codificação
Manchester
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Método de Acesso CSMA/CD
• Nó que deseja transmitir aguarda até que o meio esteja 
disponível;
• Inicia a transmissão, e continua escutando o meio para 
verificar se não houve colisão;
• Se houver colisão, reforça a colisão para que esta seja 
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• Se houver colisão, reforça a colisão para que esta seja 
detectada por todos os nós do enlace e aborta a 
transmissão;
• Aguarda por um período de tempo aleatório para tornar a 
verificar a disponibilidade do meio.
• Um quadro ethernet é considerado transmitido quando não 
é detectada colisão durante a sua transmissão.
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Método de Acesso CSMA/CD
Identificação da colisão:
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Devido ao tempo de propagação do sinal no meio e a 
necessidade de identificação de colisão antes do fim da 
transmissão, foi estabelecido o tamanho do quadro mínimo de 
512 bits. Esse tamanho mínimo de quadro faz com que o 
tempo para a sua transmissão seja o dobro do tempo de 
propagação fim a fim.
τ - tempo de propagação
colisão
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Tecnologia Ethernet 10base5
Cabo Coaxial GrossoTransceiver
Terminador
Cabo
AUI
Terminador
Repetidor
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Tecnologia Ethernet 10base5
• Topologia física e lógica em barramento.
• Utiliza cabo coaxial grosso no backbone, que é ligado ao computador através de 
um transceiver e cabo com conector AUI de 15 pinos.
• Permite taxas de transmissão de até 10 Mbps.
• As extremidades dos cabos coaxiais devem estar terminadas com um terminador 
de 50 ohm
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de 50 ohm
• O comprimento máximo do segmento coaxial é 500 m, podendo ser conectado a 
outros segmentos através de repetidores.
• O comprimento máximo do cabo AUI é 50 m.
• A soma de todos os segmentos coaxiais não deve exceder 2500 m. 
• Podem ser conectados até 100 transceivers em cada segmento de cabo coaxial.
• Os maiores problemas com essa tecnologia são a dificuldade de manejo do cabo 
coaxial grosso e a vulnerabilidade a rompimentos do segmento.
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Tecnologia 10base2
Cabo Coaxial
Fino
Conector “T”
Terminador
Repetidor
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Tecnologia 10base2
• Topologia física e lógica em barramento.
• Utiliza cabo coaxial fino, que é conectado ao computador através de 
conectores "T". 
• Permite taxas de transmissão de até 10 Mbps. 
• As extremidades dos cabos coaxiais devem estar terminadas com 
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• As extremidades dos cabos coaxiais devem estar terminadas com 
um terminador de 50 ohm
• O comprimento máximo do segmento coaxial é 185 m, sendo 
permitida a interconexão de até 5 segmentos com a utilização de 
repetidores.
• A soma de todos os segmentos coaxiais não deve exceder 925 m. 
• Podem ser conectados até 30 computadores em cada segmento de 
cabo coaxial.
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Tecnologia 10baseT
Concentrador ou 
Hub
Concentrador ou 
Hub
Cabo UTP
Cabo Uplink
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Tecnologia 10baseT
• Topologia física em estrela e lógica em barramento.
• Uma solução para os problemas de manutenção e diagnóstico 
de problemas com cabos coaxiais foi a utilização de 
equipamentos concentradores, denominados hubs.
• Os hubs concentram o barramento Ethernet em um único 
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• Os hubs concentram o barramento Ethernet em um único 
equipamento, permitindo que estações sejam adicionadas ou 
removidas do segmento sem que haja interrupção na 
comunicação do restante do segmento. 
• A implementação de segmentos Ethernet com hubs (10BaseT) 
utiliza cabeamento UTP (Unshielded Twisted Pair) de até 100 
m, com quatro pares trançados e conectores RJ 45.
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Tecnologia 10baseFL
Concentrador ou 
Hub
Concentrador ou 
Hub
Cabo UTP
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Repetidor
Ótico Fibra
Ótica
Utiliza fibra ótica multimodo de 50, 62.5, or 100 micron 
O comprimento máximo de um segmento de fibra é 2 km.
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Preâm 
bulo
(7 bytes)
Start of 
Frame
(1 byte)
Endereço 
Destino
(6 bytes)
Endereço 
Origem
(6 bytes)
Compri
mento
(2 bytes)
Dados
(46 a 1.500 bytes)
Frame 
Check Seq.
(4 bytes)
Campos do Quadro Ethernet
• Preâmbulo: Apresenta uma alternância de bits 1 e 0 que notifica a 
chegada de um novo quadro
• SOF (Start of Frame): Byte delimitador que termina com dois bits 1 
consecutivos para sincronizar a recepção do quadro.
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consecutivos para sincronizar a recepção do quadro.
• Endereço Destino e Origem: Os três primeiros bytes desse campo que 
contém o endereço físico das interfaces são padronizados para cada 
fabricante, os demais são atribuídos pelo `próprio fabricante. O 
endereço origem é sempre unicast. O endereço destino pode ser 
unicast, multicast, ou broadcast.
• Comprimento: Indica o tamanho em bytes do campo de dados.
• Dados: Campo que contém as informações das camadas superiores.
• FCS Frame Check Sequence: Campo com 4 bytes que contém o cálculo 
de CRC (Cyclic Redundancy Check) para a detecção de erros.
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Domínio de Broadcast
• Quadro broadcast é um quadro endereçado a todos os computadores 
dentro do enlace.
• Possui o campo endereço destino com todos os bits em nível lógico“1”.
• É processado por todos os computadores dentro do enlace.
• O conjunto de computadores que recebem e processam quadros 
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broadcast dentro de um segmento de rede é denominado domínio de 
colisão.
• Exemplo:
Domínio 
de Broadcast
Quadro 
Broadcast
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Domínios de Colisão
• Uma colisão em segmentos Ethernet ocorre quando duas ou mais estações que 
desejam transmitir quadros encontram o meio livre e tentam transmitir ao 
mesmo tempo.
• Durante o processo de colisão, nenhuma estação dentro do segmento ethernet 
pode transmitir devido ao fato de o meio físico estar ocupado, sendo necessário 
aguardar a sua liberação.
• Domínio de colisão é o conjunto de computadores conectados ao mesmo 
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• Domínio de colisão é o conjunto de computadores conectados ao mesmo 
barramento ethernet e sujeitos aos efeitos das mesmas colisões.
• Quanto maior o número de computadores conectados a um barramento, maior 
a probabilidade de ocorrência de uma colisão.
• Exemplo:
Domínio 
de Colisão
Domínio 
de Broadcast
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Segmentação
• O problema:
• Quanto maior o número de computadores conectados a um barramento, 
maior a probabilidade de ocorrência de uma colisão, o que prejudica o 
desempenho da rede como um todo.
• Porém, ambientes corporativos possuem um grande número de 
computadores, sendo necessário que todos estejam conectados à rede.
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• A solução:
• Segmentar grandes domínios de colisão em domínios menores, 
interligados através de equipamentos de rede denominados Bridges ou 
Pontes. 
• As bridges, diferentemente dos repetidores, só permitem o tráfego entre 
segmentos quando o endereçamento do quadro o exigir.
• A ocorrência de colisão em um dos domínios de colisão não interfere no 
tráfego dentro do outro.
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Segmentação
Domínios 
de Colisão
Domínio 
de Broadcast
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Bridge
de Broadcast
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Comutação
• Uma evolução do conceito de segmentação é a utilização de 
segmentos cada vez menores, chegando ao limite com apenas um 
computador por segmento.
• Isso é obtido com a utilização de comutadores ou switches, que 
funcionam como se fossem bridges, porém muito mais rápidos e com 
um número maior portas, de forma a permitir a conexão direta de 
computadores às suas portas.
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computadores às suas portas.
• Exemplo:
Switch
Cabo UTP
Domínio 
de Broadcast
“Domínio 
de Colisão”
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Estudo de Caso em Rede Local
• Exemplo de infra-estrutura de rede com hubs
Hub Hub
Uplink
Cabo Cross
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Hub Hub
Hub Hub
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Estudo de Caso em Rede Local
• Exemplo de infra-estrutura de rede segmentada com switch.
Hub Hub
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Hub Hub
Hub
Switch
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Switch
Estudo de Caso em Rede Local
• Exemplo de infra-estrutura de rede com switches.
Switch
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SwitchSwitch
Switch Switch
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Switch
Estudo de Caso em Rede Local
• Exemplo de infra-estrutura de rede comutada com switches.
Switch
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Switch
Switch
Empilhamento
de backplane
nos switches
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Implementações CSMA/CD
IEEE 802.3
Ethernet
10Base5 10Base2 10BaseT 10BaseFL 100BaseT
Taxa de Transmissão (Mbps) 10 10 10 10 10 100
Metodo de Sinalização Baseband Baseband Baseband Baseband Baseband Baseband
Comprimento máximo do
500 500 185 100 2000 100
• Resumo das características das implementações IEEE 
802.3
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Comprimento máximo do
segmento (m)
500 500 185 100 2000 100
Meio Físico
Cabo
Coaxial
Grosso 50Ω
Cabo
Coaxial
Grosso 50Ω
Cabo
Coaxial Fino
50Ω
Cabo Par
Trançado
sem
Blindagem
Fibra Ótica
Cabo Par
Trançado
sem
Blindagem
Topologia Física Barramento Barramento Barramento Estrela
Ponto a
Ponto
Estrela
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Tecnologia Fast Ethernet
• A tecnologia Fast Ethernet (100BASE-T) permite um aumento de dez 
vezes na taxa de transmissão da tecnologia 10BaseT, mantendo outras 
características como formato do quadro, tamanho do quadro e método 
de acesso ao meio. 
• Existem alguns esquemas de cabeamento que podem ser utilizados 
com a tecnologia Fast Ethernet, entre elas
– 100Base-TX: dois pares de fios trançados com categoria 5
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– 100Base-TX: dois pares de fios trançados com categoria 5
– 100Base-T4: quatro pares de fios trançados com categoria 3
– 100Base-FX: cabos de fibra ótica multi modo
• A tecnologia Fast Ethernet implementa mecanismos de auto 
negociação da velocidade do meio, permitindo a implementação de 
interfaces que suportem 10 ou 100 Mbps.
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Tecnologia Gigabit Ethernet
• A tecnologia Gigabit Ethernet (100BASE-T) permite um aumento de dez 
vezes na taxa de transmissão da tecnologia Fast Ethernet, mantendo 
outras características como formato do quadro, tamanho do quadro e 
método de acesso ao meio. 
• Existem alguns esquemas de cabeamento que podem ser utilizados 
com a tecnologia Gigabit Ethernet, entre eles
– 1000Base-LX: cabos de fibra ótica multi modo ou mono modo
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– 1000Base-LX: cabos de fibra ótica multi modo ou mono modo
– 1000Base-SX: cabos de fibra ótica multi modo
– 1000Base-T: quatro pares de fios trançados com categoria 5
– 1000Base-TX: quatro pares de fios trançados com categoria 6
• A tecnologia Gigabit Ethernet implementa mecanismos de auto 
negociação da velocidade do meio, permitindo a implementação de 
interfaces que suportem 10, 100 ou 1.000 Mbps.