Fundamentos de Rede

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1. Introdução 
 
 
Atualmente, todo cidadão se depara com uma estrutura de rede: seja em um hipermercado, 
em bancos para movimentação de sua conta corrente e tantos outros estabelecimentos 
comerciais. 
 
As redes de computadores são compostas por meios físicos e lógicos através dos quais é 
possível trocar dados e compartilhar recursos entre máquinas. 
 
 
 
As redes tornam possível a implementação dos sistemas distribuídos em oposição aos 
sistemas autônomos. Em seu nível mais elementar, uma rede consiste em dois 
computadores conectados um ao outro por um cabo. 
 
O conceito de rede está presente já na década de 70, onde terminais de vídeo conectavam-se 
aos computadores de grande porte ( mainframe ). Com avanço da microinformática ( 
através dos PCs ) , no final dos anos 80 e com forte avanço no início dos anos 90 começa o 
conceito de LAN ( Local Area Network ) onde as redes eram formadas por poucos 
computadores e cobriam pequenas distâncias envolvendo, no máximo andares vizinhos de 
uma empresa. Devido as características do cabeamento era permitido, no máximo, 30 
computadores conectados a uma distância de 180 metros. Hoje é possível ligar todo um 
prédio ou prédios vizinhos de uma empresa compondo, dessa forma a LAN dessa 
instituição. Porém é comum empresas possuírem escritórios em cidades distintas, estados e 
até países. A interligação de todas as filias de uma empresa com essa disposição geográfica 
forma a WAN ( Wide Area Network ) dessa instituição. Dessa forma, entendemos por 
WAN uma rede de grande abrangência. É comum definir uma rede intermediária, com 
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relação a sua disposição geográfica, de rede MAN ( Metropolitan Area Networks). De 
forma geral podemos classificar: 
 
 
 
 
 
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2. - Classificação da rede considerando o software da rede 
 
2.1 - Redes Ponto a Ponto 
 
Nessa arquitetura todas as estações podem compartilhar seus recursos, dependendo 
exclusivamente de seu usuário. Dessa forma não existe uma estação servidora e nem o 
papel de um administrador de rede. 
Como os recursos ficam compartilhados em cada estação não é possível que os usuários 
usem um mesmo arquivo, que representa uma base de dados qualquer, ao mesmo tempo. 
Em uma rede ponto a ponto, somente um usuário pode modificar cada arquivo por vez, 
embora mais de um usuário possa ler um mesmo arquivo ao mesmo tempo. 
Dessa forma podemos resumir essa estrutura: 
 Usada em redes pequenas ( máximo de 20 estações ); 
 Baixo custo e fácil implementação pois os sistemas operacionais para PCs já estão 
preparados para redes ponto a ponto; 
 Baixa segurança pois existe apenas a segurança via Ambiente de Rede e não a 
segurança local. Além disso é difícil administrar senhas por compartilhamento de cada 
recurso com segurança; 
 Será difícil promover a expansão da rede 
 
 
 
 
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2.2 - Redes Cliente/Servidor 
 
Um servidor normalmente é representado por um micro que gera recursos para as demais 
estações da rede. Por ser um equipamento com função especializada, a rede fica com sua 
operação mais rápida quando comparada com uma rede ponto a ponto. Podemos citar uma 
estação A, W98, realizando um processamento CAD e ao mesmo tempo compartilhando 
arquivos na rede. Quando uma estação B, W98, necessitar de um arquivo da estação A, via 
rede, o tempo de resposta será alto pios o processamento da estação A está sendo divido 
entre o CAD e a servir a estação B. Ainda pior, será se outras estações solicitarem, via rede, 
arquivos para a máquina A. Com o servidor dedicado a uma só tarefa ( autenticação, 
arquivos, impressão, banco de dados entre outras ), ele consegue responder rapidamente aos 
pedidos vindos dos demais micros da rede, não comprometendo o desempenho. 
Nas redes cliente/servidor, a administração é centralizada promovendo maior organização e 
segurança, além da possibilidade de serem executados programas cliente/servidor, como 
banco dados que pode ser utilizado por diversos usuários ao mesmo tempo. 
Dessa forma podemos resumir essa estrutura: 
 Utilizada normalmente em redes com mais de 10 estações ou em redes que necessitem 
de alta segurança. 
 Alto custo de implementação pois necessita de Sistemas operacionais especializados ( 
Windows NT Server, Windows 2000 Server, Unix, Netware ) e técnicos especializados ( 
administradores de redes ) 
 Alto desempenho e segurança. 
 Facilidade em expansão da rede. 
 
 
 
3. Protocolos de comunicação de dados 
 
 
Podemos definir um protocolo de comunicação de dados como um conjunto de regras que 
controla a comunicação para que ela seja eficiente e sem erros. 
Um dos objetivos principais do protocolo é detectar e evitar a perda de dados ao longo da 
transmissão, solicitando retransmissão deles, caso isso ocorra. 
O protocolo nada mais é que um software ou programa de computador, que recebe ou envia 
os dados a serem transmitidos, agregando, no início e no fim das mensagens transmitidas, 
os caracteres de controle, confirmação de recebimento, controle de seqüência das 
mensagens ou blocos de dados transmitidos, cálculo e checagem do algoritmo de detecção 
de erros e outros controles necessários a uma boa transmissão. 
 
 
3.1 - MODELO OSI 
 
O início do desenvolvimento de redes era desorganizado em várias maneiras. No início da 
década de 80 houve um grande aumento na quantidade e no tamanho das redes. À medida 
que as empresas percebiam as vantagens da utilização da tecnologia de redes, novas redes 
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eram criadas ou expandidas tão rapidamente quanto eram apresentadas novas tecnologias de 
rede. 
 
Lá pelos meados de 1980, essas empresas começaram a sentir os problemas causados pela 
rápida expansão. Assim como pessoas que não falam o mesmo idioma têm dificuldade na 
comunicação entre si, era difícil para as redes que usavam diferentes especificações e 
implementações trocarem informações. O mesmo problema ocorreu com as empresas que 
desenvolveram tecnologias de rede proprietária ou particular. Proprietário significa que uma 
empresa ou um pequeno grupo de empresas controla todos os usos da tecnologia. As 
tecnologias de rede que seguiam estritamente as regras proprietárias não podiam 
comunicar-se com tecnologias que seguiam diferentes regras proprietárias. 
 
Para tratar dos problemas de incompatibilidade entre as redes, a International Organization 
for Standardization (ISO) realizou uma pesquisa nos modelos de redes como Digital 
Equipment Corporation net (DECnet), Systems Network Architecture (SNA) e TCP/IP a 
fim de encontrar um conjunto de regras aplicáveis a todas as redes. Com o resultado desta 
pesquisa, a ISO criou um modelo de rede que ajuda os fabricantes na criação de redes que 
são compatíveis com outras redes. 
 
O modelo de referência da Open System Interconnection (OSI) lançado em 1984 foi o 
modelo descritivo de rede que foi criado pela ISO. Ele proporcionou aos fabricantes um 
conjunto de padrões que garantiam uma maior compatibilidade e interoperabilidade entre as 
várias tecnologias de rede produzidas pelas companhias ao redor do mundo. 
 
Interessante notar que a maioria dos protocolos existentes - como o TCP/IP, o IPX/SPX e o 
NetBEUI - não segue esse modelo de referência ao pé da letra (como veremos, esses 
protocolos só correspondem a partes do padrão OSI). Todavia,o estudo deste modelo é 
extremamente didático, pois através dele há como entender como deveria ser um "protocolo 
ideal", bem como facilita enormemente a comparação do funcionamento de protocolos 
criados por diferentes fabricantes. 
 
Dividir a rede nessas sete camadas oferece as seguintes vantagens: 
 
 Decompõe as comunicações de rede em partes menores e mais simples. 
 Padroniza os componentes de rede, permitindo o desenvolvimento e o suporte por 
parte de vários fabricantes. 
 Possibilita a comunicação entre tipos diferentes de hardware e de software de rede 
para que possam comunicar entre si. 
 Evita que as mudanças em uma camada afetem outras camadas. 
 Decompõe as comunicações de rede em partes menores, facilitando sua 
aprendizagem e compreensão 
 
Para que os pacotes de dados trafeguem da origem para o destino, cada camada do modelo 
OSI na origem deve se comunicar com sua camada par no destino. Essa forma de 
comunicação é chamada ponto-a-ponto. Durante este processo, os protocolos de cada 
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camada trocam informações, denominadas unidades de dados de protocolo (PDUs). Cada 
camada de comunicação no computador de origem se comunica com uma PDU específica 
da camada, e com a sua camada correspondente no computador de destino. 
 
Pacotes de dados em uma rede são originados em uma origem e depois trafegam até um 
destino. Cada camada depende da função de serviço da camada OSI abaixo dela. Para 
fornecer esse serviço, a camada inferior usa o encapsulamento para colocar a PDU da 
camada superior no seu campo de dados; depois, adiciona os cabeçalhos e trailers que a 
camada precisa para executar sua função. A seguir, enquanto os dados descem pelas 
camadas do modelo OSI, novos cabeçalhos e trailers são adicionados. Depois que as 
Camadas 7, 6 e 5 tiverem adicionado suas informações, a Camada 4 adiciona mais 
informações. Esse agrupamento de dados, a PDU da Camada 4, é chamado segmento. 
 
 
 
A camada de rede, fornece um serviço à camada de transporte, e a camada de transporte 
apresenta os dados ao subsistema da internetwork. A camada de rede tem a tarefa de mover 
os dados através da internetwork. Ela efetua essa tarefa encapsulando os dados e anexando 
um cabeçalho, criando um pacote (a PDU da Camada 3). O cabeçalho tem as informações 
necessárias para completar a transferência, como os endereços lógicos da origem e do 
destino. 
A camada de enlace de dados fornece um serviço à camada de rede. Ela faz o 
encapsulamento das informações da camada de rede em um diagrama (a PDU da Camada 
2). O cabeçalho do quadro contém informações (por exemplo, endereços físicos) 
necessárias para completar as funções de enlace de dados. A camada de enlace fornece um 
serviço à camada de rede encapsulando as informações da camada de rede em um quadro. 
A camada física também fornece um serviço à camada de enlace. A camada física codifica 
o quadro de enlace de dados em um padrão de 1s e 0s (bits) para a transmissão no meio 
(geralmente um cabo) na Camada 1. 
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O modelo de protocolos OSI é um modelo de sete camadas. Cada nível oferece serviços ao 
nível seguinte. As conexões de um nível são gerenciadas pelo protocolo daquele nível e 
assim: 
 
 Devemos observar que cada nível, ao receber uma informação a ser transmitida, 
acrescenta bits de controle do seu nível. o que é feito pelo protocolo de controle desse 
nível; 
 Ao chegar na outra ponta, nesse mesmo nível, os controles são retirados e os dados 
passados para o nível seguinte; 
 Ou seja, cada nível, numa transmissão, coloca sobre a mensagem inicial camadas de 
controle do protocolo do nível. Esses controles são bits acrescentados e retirados pelo 
receptor após um bloco atravessar um determinado nível. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Aplicação 
Apresentação 
Sessão 
Transporte 
Rede 
Link de Dados ou Enlace 
Física 
 Aplicação 
 Transporte 
 Rede 
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As camadas do modelo OSI podem ser divididas em três grupos: Aplicação, Transporte e 
Rede. As camadas de rede se preocupam com a transmissão e recepção dos dados através da 
rede e, portanto, são camadas de baixo nível. A camada de transporte é responsável por 
pegar os dados recebidos pela rede e repassá-los para as camadas de aplicação de uma 
forma compreensível, isto é, ela pega os pacotes de dados e transforma-os em dados quase 
prontos para serem usados pela aplicação. As camadas de aplicação, que são camadas de 
alto nível, colocam o dado recebido em um padrão que seja compreensível pelo programa 
(aplicação) que fará uso desse dado. 
 
Até então estávamos usando os termos pacotes e quadros como sinônimos, mas estes 
termos se referem as duas coisas distintas. Um quadro é um conjunto de dados enviado 
através da rede, de forma mais "bruta" ou, melhor dizendo, de mais baixo nível. Dentro de 
um quadro encontramos informações de endereçamento físico, como exemplo, o endereço 
real de uma placa de rede. Logo, um quadro está associado às camadas mais baixas (1 e 2) 
do modelo OSI. 
 
Um pacote de dados se refere a um conjunto de dados manipulados nas camadas 3 e 4 do 
modelo OSI. No pacote há informações de endereçamento virtual. Por exemplo, a camada 4 
cria um pacote de dados para ser enviado pela rede e a camada 2 divide esse pacote em 
vários quadros que serão efetivamente enviados através do cabo da rede. Um pacote, 
portanto, contém a informação proveniente de vários quadros. 
 
Para dar um exemplo real e elucidar de uma vez essa diferença, em uma rede usando o 
protocolo TCP/IP, a camada IP adiciona informações de endereçamento de um pacote 
(número do endereço IP da máquina de destino), que é um endereçamento virtual. Já a 
camada controle de Acesso ao Meio (MAC) - que corresponde à camada 2 do modelo OSI - 
transformará esse pacote em um ou mais quadros terão o endereço da placa de rede de 
destino (endereço real, físico) que corresponda ao número IP fornecido. 
 
Iremos estudar cada uma das camadas do modelo OSI e suas funções. Note que as 
explicações serão dadas como se estivéssemos transmitindo um dado do computador A para 
o computador B. O processo de recepção é o inverso do descrito. 
 
 
CAMADA 7 - APLICAÇÃO 
 
 
A camada de aplicação faz a interface entre o protocolo de comunicação e o aplicativo que 
pediu ou receberá a informação através da rede. Por exemplo, se você quiser baixar o seu e-
mail com seu aplicativo de e-mail, ele entrará em contato com a camada de aplicação do 
protocolo de rede efetuando este pedido. 
Dessa forma, fica definido como as aplicações de banco de dados, browsers, correio 
eletrônico entre outras comunicam com o protocolo de comunicação. 
 
 
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CAMADA 6 - APRESENTAÇÃO 
 
 
A camada de Apresentação, também chamada camada de Tradução, converte o formato do 
dado recebido pela camada de aplicação em um formato comum a ser usado na transmissão 
desse dado, ou seja, um formato entendido pelo protocolo usado. Um exemplo comum é a 
conversão do padrão de caracteres (código de página) quando, por exemplo, o dispositivo 
transmissor usa um padrão diferente do ASCII, por exemplo. 
Pode ter outros usos, como compressão de dados e criptografia. 
A compressão de dados pega os dados recebidos da camada sete e os comprime (como se 
fosse um compactador comumente encontrado em PCs, como o Zip ou o Arj) e a camada 6 
do dispositivo receptor fica responsável por descompactar esses dados. A transmissão dos 
dados torna-se mais rápida, já que haverá menos dados a serem transmitidos: os dados 
recebidos da camada 7 foram "encolhidos" e enviadosà camada 5. 
 
Para aumentar a segurança, pode-se usar algum esquema de criptografia neste nível, sendo 
que os dados só serão decodificados na camada 6 do dispositivo receptor. 
 
 
CAMADA 5 - SESSÃO 
 
 
A camada de Sessão permite que duas aplicações em computadores diferentes estabeleçam 
uma sessão de comunicação. Nesta sessão, essas aplicações definem como será feita a 
transmissão de dados e coloca marcações nos dados que estão sendo transmitidos. Se 
porventura a rede falhar, os computadores reiniciam a transmissão dos dados a partir da 
última marcação recebida pelo computador receptor. 
 
Por exemplo, você está baixando e-mails de um servidor de e-mails e a rede falha. Quando 
a rede voltar a estar operacional, a sua tarefa continuará do ponto em que parou, não sendo 
necessário reiniciá-la. 
 
 
 
CAMADA 4 - TRANSPORTE 
 
 
A camada de Transporte é responsável por pegar os dados enviados pela camada de Sessão 
e dividi-los em pacotes que serão transmitidos pela rede, ou, melhor dizendo, repassados 
para a camada de rede. No receptor, a camada de Transporte é responsável por pegar os 
pacotes recebidos da camada de Rede e remontar o dado original para enviá-lo à camada de 
Sessão. Isso inclui controle de fluxo (colocar os pacotes recebidos em ordem, caso eles 
tenham chegado fora de ordem) e correção de erros, tipicamente enviado para o transmissor 
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uma informação de reconhecimento (acknowledge), informando que o pacote foi recebido 
com sucesso. 
 
A camada de Transporte separa as camadas de nível de aplicação (camadas 5 a 7) das 
camadas de nível físico (camadas de 1 a 3). Como você pode facilmente perceber, as 
camadas de 1 a 3 estão preocupadas com a maneira com que os dados serão transmitidos e 
recebidos pela rede, mais especificamente com os quadros transmitidos pela rede. Já as 
camadas de 5 a 7 estão preocupadas com os dados contidos nos pacotes de dados, para 
serem enviados ou recebidos para a aplicação reponsável pelos dados. A camada 4, 
Transporte, faz a ligação entre esses dois grupos. 
Nesse nível, que é o primeiro a fazer controle fim a fim, a integridade das mensagens 
trocadas entre dois usuários finais deve ser garantida, independentemente dos controles dos 
níveis anteriores. 
 
 
 
CAMADA 3 - REDE 
 
 
 
A camada de Rede é responsável pelo endereçamento dos pacotes, convertendo endereços 
lógicos em endereços físicos, de forma que os pacotes consigam chegar corretamente ao 
destino. Essa camada também determina a rota que os pacotes irão seguir para atingir o 
destino, baseada em fatores como condições de tráfego da rede e prioridades. Dessa forma, 
o nível de rede controla a transferência do pacote entre a origem e o destino. 
 
Como você pode ter percebido, falamos em rota. Essa camada é, portanto, usada quando a 
rede possui mais de um segmento e, com isso, há mais de um caminho para um pacote de 
dados trafegar da origem até o destino. Uma rota pode ser: 
 
 Estática: usa-se smpre o mesmo caminho definido para origem atingir o destino. 
 Dinâmica: escolhe-se o melhor caminho. Requer troca de informações entre os nós da 
rede e o status dos links que interligam os nós. 
 
 
 
CAMADA 2 - LINK DE DADOS OU ENLACE 
 
 
 
A camada de Link de Dados (também chamada camada de Enlace) pega os pacotes de 
dados recebidos da camada de Rede e os transforma em quadros que serão trafegados pela 
rede, adicionando informações como o endereço da placa de rede de origem, o endereço da 
placa de rede de destino, dados de controle, os dados em si e o CRC. 
 
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O quadro criado pela camada Link de Dados é enviado para a camada Física, que converte 
esse quadro em sinais elétricos para serem enviados através do cabo da rede. 
 
Quando o receptor recebe um quadro, a sua camada Link de Dados confere se o dado 
chegou íntegro, refazendo o CRC. Se os dados estiverem corretos; ele envia uma 
confirmação de recebimento (chamada acknowledge ou simplesmente ACK). Caso essa 
confirmação não seja recebida, a camada Link de Dados do transmissor reenvia o quadro, já 
que ele não chegou até o receptor ou então chegou com os dados corrompidos. 
 
Dessa forma, o nível de Enlace controla a informação entre os nós adjacentes de uma rede. 
 
 
CAMADA 1 – FÍSICA 
 
A camada Física pega os quadros enviados pela camada de Link de Dados e os transforma 
em sinais compatíveis com o meio onde os dados deverão ser transmitidos. Se o meio for 
elétrico, essa camada converte os Os e 1s dos quadros em sinais elétricos a serem 
transmitidos pelo cabo. Se o meio for óptico (uma fibra óptica), essa camada converte os Os 
e 1s dos quadros em sinais luminosos e assim por diante, dependendo do meio de 
transmissão de dados. 
 
A camada Física específica, portanto, a maneira com que os Os e 1s dos quadros serão 
enviados para a rede (ou recebidos da rede, no caso da recepção de dados). Ela não sabe o 
significado dos Os e 1s que está recebendo ou transmitindo. Por exemplo, no caso da 
recepção de um quadro, a camada física converte os sinais do cabo em Os e 1s e envia essas 
informações para a camada de Link de Dados, que montará o quadro e verificará se ele foi 
recebido corretamente. 
 
Como você pode facilmente perceber, o papel dessa camada é efetuado pela placa de rede 
dos dispositivos conectados em rede. Note que a camada Física não inclui o meio onde os 
dados circulam, isto é, o cabo da rede. O máximo com que essa camada se preocupa é com 
o tipo de conector e o tipo de cabo usado para a transmissão e recepção dos dados, de forma 
que os Os e 1s sejam convertidos corretamente no tipo de sinal requerido pelo cabo, mas o 
cabo em si não é responsabilidade dessa camada. 
 
Exemplos de recomendações que se encaixam no nível 1 são: V28; V24; X21. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3.2 - MODELO TCP/IP 
 
A figura a seguir exibe a comparação ente o modelo OSI e o modelo TCP/IP. O modelo 
OSI é um modelo e utilizado de forma acadêmica enquanto o modelo TCP/IP é um modelo 
de fato, ou seja, utilizado pelos fabricantes de equipamentos e softwares. 
 
A próxima figura exibe os protocolos utilizados no modelo TCP/IP: 
 
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Por comparação temos: 
 
 As camadas de aplicação, apresentação e sessão do modelo OSI equivalem a camada 
de aplicação do modelo TCP/IP; 
 A camada de transporte tem o mesmo nome e as mesmas funções nos dois modelos; 
 A camada de rede do modelo OSI equivale a camada de internet do modelo TCP/IP; 
 As camadas Enlace e Fisica do modelo OSI não são definidas no modelo TCP/IP e 
neste caso todos os protocolos que desempenham as características de Enlace e 
Fisica podem ser usados no modelo TCP/IP. 
 
Vamos destacar alguns protocolos definidos nas camadas do modelo TCP/IP: 
 
 Camada de Aplicação: 
 
o HTTP: Hypertext Transfer Protocol é utilizado para o transporte do 
protocolo de hyper text, ou seja, o protocolo HTML. Esse transporte é feito 
sem autenticação e sem criptografia. Dessa forma esse protocolo só faz uso 
da camada de aplicação do modelo OSI e não faz uso das características das 
camadas de apresentação e sessão do modelo OSI. Faz uso da porta TCP 80; 
o HTTPS: Hyper Text Transfer Protocol Secure é utilizado para o transporte 
seguro do protocolo de hyper text. Nesse caso além da camada de aplicação 
do OSI é utilizada também a parte da criptografia e em alguns casos 
também de autenticação. Faz uso da porta TCP 443; 
o FTP: File Transfer Protocol é utilizado para a transferência de dois arquivos 
entre duas máquinas. Além da camada de aplicação é utilizada também a 
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camada de sessão para autenticação e também para pontos de restart. Faz 
uso da porta TCP 21; 
o SMTP: Simple Mail Transfer Protocol é utilizado para o envio de e-mails. 
Não é utilizado quando é trabalhado em WebMail. Faz uso da porta TCP 25 
e agora também da porta TCP 587 quando utilizado com criptografia; 
o POP3: Post Office Protocol é utilizado para o recebimento de e-mails que 
estão armazenadas em uma caixa postal de um servidor de correios. Essas 
mensagens são transferidas de forma sequencial. Faz uso da porta TCP 110 
e agora também da porta TCP 995 quando utilizado com criptografia; 
o IMAP: Internet Message Access Protocol é utilizado também para gerenciar 
o recebimento de e-mails de uma caixa postal de um servidor, porém tem 
um gerenciamento mais avançado do que o POP3 no que diz respeito a ter 
controles de e-mails já recebidos, gerenciamento de listas de contas de e-
mails bloqueadas. Faz uso da porta TCP 993; 
o TFTP: Trivial File Transfer Protocol é utilizado também para a transferência 
de arquivos, mas sem uso de autenticação, listagem de diretórios e pontos 
de restart. O TFTP é mais rápido que o FTP e só deve ser utilizado para 
arquivos pequenos e em redes LAN e nunca em redes WAN. O TFTP é 
mais utilizado para transferências entre arquivos de caixas de rede (switchs, 
roteadores). Faz uso da porta UDP 69; 
o SNMP: Simple Mail Transfer Protocol é utilizado para poder fazer o 
gerenciamento de dispositivos de redes. Pode trabalhar com GETs ou 
TRAPs e alimentam uma aplicação de gerenciamento. Através desse 
software é possível saber quando equipamentos tem indisponibilidade, ou 
gerencia de contabilização e até de configuração. Faz uso da porta UDP 161 
para GETs e porta UDP 162 para TRAPs; 
o TELNET: permite o acesso remoto a linha de comando. Utilizado para a 
configuração de equipamentos de rede como roteadores e switchs. O 
TELNET faz uso da porta TCP 23. O acesso a linha de comando (CLI) é 
distinto ao acesso a interface gráfica (GUI). Para acesso à interface gráfica 
temos o Termial Service da Microsoft que utiliza como porta TCP = 3389. 
Existe também o software “teamviewer” que faz uso da porta TCP/UDP 
5938; 
o SSH: idêntico ao protocolo TELNET, porém não faz uso de texto claro na 
comunicação através da rede e sim faz a comunicação fazendo uso de 
criptografia. Dessa forma é ideal para proteger o usuário e a senha que são 
utilizadas para a configuração dos equipamentos de rede. Tanto o TELNET 
como o SSH trabalham na forma cliente/servidor e o principal aplicativo 
utilizado como cliente para o TELNET é o software PUTTY. Faz uso da 
porta TCP 22; 
o DNS: Domain Name Service baseia-se na arquitetura cliente-servidor e tem 
função primordial de traduzir nomes para endereços IPs e vice-versa. Um 
exemplo quando digitamos www.uol.com.br o cliente DNS envia uma 
solicitação para o servidor DNS e este devolve o endereço IP 
200.147.67.142 para o cliente. Quando uma consulta é feito de um cliente 
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para um servidor DNS normalmente o mesmo é feito pela porta UDP 53 e 
quando a consulta é de servidor para servidor, ou quando temos consultas 
que necessitam devolver uma grande quantidade de de informações é 
utilizada a porta TCP 53. 
 
 Camada de Transporte 
 
o TCP – Transmission Control Protocol recebe um fluxo de dados de uma 
aplicação e os divide (quebra) em partes menores que são denominados de 
segmentos. Estes segmentos são numerados e sequenciados, permitindo a 
remontagem do fluxo original na camada de Aplicação da máquina de 
destino. Antes que o processo de transmissão seja iniciado, o protocolo TCP 
na máquina de origem contata o protocolo TCP na máquina de destino e 
negociam o estabelecimento de um circuito virtual para o envio dos 
segmentos. Esse circuito virtual garante confibidade no processo de fim a 
fim permitindo o resequenciamento de uma mensagem e solicitar 
retransmissão de um segmento perdido e/ou recebido com erro. Pelo fato do 
circuito virtual ser estabelecido antes do início da transmissão dos 
segmentos o TCP é orientado à conexão. Após a transmissão de um 
determinado número de segmentos, o protocolo TCP na máquina de origem 
aguarda uma confirmação conhecido como ACK (acknowled) do TCP da 
máquina de destino. Caso o ACK não seja recebido, a máquina origem 
procederá com a retransmissão dos segmentos não confirmados. Durante o 
processo inicial da negociação entre as pontas que são conhecidas como 3-
way hand-shake o protocolo TCP na origem também determina qual o 
volume de dados que pode ser transmitido antes que uma confirmação por 
parte do TCP destino seja recebida. Este processo garante o controle de 
fluxo. O TCP opera em full-duplex. Para garantir todo esse processo o 
cabeçalho do TCP possui 20 bytes no minino impondo um maior overhead 
à comunicação. 
o UDP – User Datagram Protocol é um protocolo não orientado a conexão e 
que não solicita retransmissão e não faz controle de fluxo. Ideal para 
aplicações que trabalham em tempo real como voz, vídeo e jogos online 
pois essas aplicações não se beneficiam com o processo de confirmação de 
segmentos e retransmissões. Outros tipos de aplicações são as que fazem 
uso de protocolos SNMP, TFTP e DNS. Outro ponto é que algumas 
aplicações, como por exemplo, o Skype, que já incorporam mecanismos de 
controle dispensando o uso do TCP. O cabeçalho do UDP é de 8 bytes e por 
isso agiliza a comunicação. Dessa forma o UDP é caracterizado por ser um 
protocolo rápido. 
 
 
 
 
 
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Segue um quadro resumo: 
 
TCP UDP 
Numera e sequencia os segmentos Não numera ou sequencia 
Comunicação confiável Comunicação não confiável 
Comunicação orientada à comexão Comunicação não orientada à comexão 
Maior latência na transmissão Baixa latência na transmissão 
Comparado à uma carta registrada (AR) Carta comum 
 
 
 Camada de Internet: O principal protocolo é o IPv4 que trabalha com o 
endereçamento lógico IPv4 conhecido como IP. A estrutura do endereço IP é 
formada por duas porções: rede + host. A porção rede garante o roteamento 
enquanto a parte host garante à entrega ao equipamento destinário da mensagem. 
Trata-se de um protocolo não orientado à conexão e no caso de erros o pacote é 
descartado e será recuperado na camada de transporte no caso do uso do TCP. 
Existem outros protocolos que rodam nessa camada como é o caso do IPv6, ARP, 
RARP e o ICMP que serão estudados mais adiante. 
 
 
 Camada de Acesso à Rede: Como exemplos de protocolos temos: Ethernet; Frame-
Relay; MPLS; PPP; HDLC; X-25 e ATM sendo o mais importante deles o Ethernet 
para redes LAN e o Frame-Relay; MPLS; HDLC e PPP para redes WANs e 
enquanto o protocolo ATM nunca foi largamente utilizado. O protocolo X-25 já 
teve grande importância no uso de comunicações WAN. 
 
 
4. Ethernet 
 
A maior parte do tráfego na Internet origina-se e termina com conexões Ethernet. Desde seu 
início nos anos 70, a Ethernet evoluiu para acomodar o grande aumento na demanda de 
redes locais de alta velocidade. Quando foram produzidos novos meios físicos, como a fibra 
ótica, a Ethernet adaptou-se para aproveitar a largura de banda superior e a baixa taxa de 
erros que as fibras oferecem. Atualmente, o mesmo protocolo que transportava dados a 3 
Mbps em 1973 está transportando dados a 10 Gbps. 
 
O primeiro padrão Ethernet foi publicado em 1980 por um consórcio entre a Digital 
Equipment Company, a Intel, e a Xerox (DIX). 
 
Em 1985, o comitê de padronização de Redes Locais e Metropolitanas do Institute of 
Electrical and Electronics Engineers (IEEE) publicou padrões para redes locais. Esses 
padrões começam com o número 802. O padrão para Ethernet é 802.3. 
 
Todos os padrõessão essencialmente compatíveis com o padrão Ethernet original. Um 
quadro Ethernet podia sair de uma placa de rede Ethernet de cabo coaxial mais antiga de 10 
Fundamentos de Redes – FR - versão 2020 página 18 
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Mbps instalada em um PC, ser colocado em um link de fibra Ethernet de 10 Gbps e ter seu 
destino em uma placa de rede de 100 Mbps. Contanto que o pacote permaneça em redes 
Ethernet, não será modificado. Por essa razão, a Ethernet é considera bem escalável. A 
largura de banda da rede poderia ser aumentada muitas vezes sem modificar a tecnologia 
Ethernet subjacente. 
 
A descrição abreviada consiste em: 
 
 Um número indicando o número de Mbps transmitido. 
 A palavra base, indicando que foi usada a sinalização banda base (baseband). 
 Uma ou mais letras do alfabeto, indicando o tipo do meio físico usado (F = cabo de 
fibra ótica, T = par trançado de cobre não blindado). 
 
A Ethernet se vale da sinalização banda base (baseband), que usa toda a largura de banda 
disponível no meio físico de transmissão. O sinal de dados é transmitido diretamente 
através do meio físico de transmissão. 
 
Na sinalização de banda larga (broadband), o sinal de dados jamais é colocado 
diretamente no meio físico. Um sinal analógico, a portadora, é modulado pelo sinal de 
dados e o sinal da portadora modulado é então transmitido no meio físico. As transmissões 
de rádio e TV a cabo usam a sinalização de banda larga (broadband). A Ethernet utiliza a 
sinalização de banda larga (broadband). 
A Ethernet opera em duas áreas do modelo OSI, a metade inferior da camada de enlace de 
dados, conhecida como subcamada MAC, e a camada física. A próxima figura mapeia uma 
variedade de tecnologias Ethernet para a metade inferior da camada 2 do modelo OSI e toda 
a camada 1. A camada 1 da Ethernet envolve as interfaces entre meios físicos, sinais, fluxo 
de bits que se propagam nos meios físicos, componentes que colocam sinais nos meios e 
várias topologias. A camada 1 da Ethernet realiza um papel importante na comunicação que 
ocorre entre dispositivos, mas cada uma de suas funções tem limitações. A camada 2 trata 
dessas limitações. 
 
 
 
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As subcamadas de enlace de dados contribuem significativamente para a compatibilidade 
da tecnologia e a comunicação entre computadores. A subcamada MAC trata dos 
componentes físicos que serão usados para comunicar as informações. A camada LLC 
(Logical Link Control) permanece relativamente independente do equipamento físico que 
será usado para o processo de comunicação. 
 
Para permitir uma entrega local de quadros na Ethernet, deverá existir um sistema de 
endereçamento, uma maneira exclusiva de identificação de computadores e interfaces. A 
Ethernet usa endereços MAC que têm 48 bits de comprimento e são expressos como doze 
dígitos hexadecimais. Os primeiros seis dígitos hexadecimais, que são administrados pelo 
IEEE, identificam o fabricante ou o fornecedor. Esta parte do endereço MAC é conhecida 
como OUI (Organizational Unique Identifier). Os seis dígitos hexadecimais restantes 
representam o número de série da interface ou outro valor administrado pelo fabricante do 
equipamento específico. Os endereços MAC são gravados na memória apenas de leitura 
(ROM) e são copiados na memória de acesso aleatório (RAM) quando a placa de rede é 
inicializada. 
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Na camada de enlace de dados, cabeçalhos e trailers MAC são adicionados aos dados da 
camada superior. O cabeçalho e o trailer contêm informações de controle destinadas à 
camada de enlace de dados no sistema de destino. Os dados das camadas superiores são 
encapsulados dentro do quadro da camada de enlace de dados, entre o cabeçalho e o trailer, 
que é então transmitido na rede. 
 
As placas de rede usam o endereço MAC para avaliar se a mensagem deve ser passada para 
as camadas superiores do modelo OSI. A placa de rede faz essa avaliação sem usar o tempo 
de processamento da CPU, proporcionando melhores tempos de comunicações na rede 
Ethernet. 
 
Em uma rede Ethernet, quando um dispositivo quer enviar dados, ele pode abrir um 
caminho de comunicação com o outro dispositivo, usando o endereço MAC de destino. O 
dispositivo de origem insere um cabeçalho com o endereço MAC do destino pretendido e 
envia os dados para a rede. Como esses dados trafegam pelos meios físicos da rede, a placa 
de rede em cada dispositivo na rede verifica se o seu endereço MAC corresponde ao 
endereço de destino físico carregado pelo quadro de dados. Se não houver correspondência, 
a placa de rede descartará o quadro de dados. Quando os dados chegam ao seu nó de 
destino, a placa de rede faz uma cópia e passa o quadro adiante pelas camadas OSI. Em 
uma rede Ethernet, todos os nós precisam examinar o cabeçalho MAC, mesmo que os nós 
de comunicação estejam lado a lado. 
 
Todos os dispositivos conectados à rede local Ethernet têm interfaces endereçadas, 
inclusive estações de trabalho, impressoras, roteadores e switches. 
 
Na camada de enlace de dados, a estrutura do quadro é quase idêntica para todas as 
velocidades da Ethernet, desde 10 Mbps até 10.000 Mbps 
 
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No entanto, na camada física, quase todas as versões de Ethernet são substancialmente 
diferentes umas das outras, com cada velocidade tendo um diferente conjunto de regras de 
projeto de arquitetura. 
 
Os fluxos de bits codificados (dados) em meios físicos representam uma grande realização 
tecnológica, mas eles, sozinhos, não são suficientes para fazer com que a comunicação 
ocorra. O enquadramento ajuda a obter as informações essenciais que não poderiam, de 
outra forma, ser obtidas apenas com fluxos de bit codificados. Exemplos dessas 
informações são: 
 
 Quais computadores estão se comunicando entre si 
 Quando a comunicação entre computadores individuais começa e quando termina 
 Providencia um método para a detecção de erros que ocorreram durante a 
comunicação 
 De quem é a vez de "falar" em uma "conversa" entre computadores 
 Enquadramento é o processo de encapsulamento da camada 2. Um quadro é uma 
unidade de dados de protocolo da camada 2. 
 
 
 
 
Na versão da Ethernet que foi desenvolvida por DIX antes da adoção da versão IEEE 802.3 
da Ethernet, o Preâmbulo e o SFD (Start Frame Delimiter) foram combinados em um único 
campo, apesar do padrão binário ser idêntico. O campo denominado Comprimento/Tipo foi 
identificado apenas como Comprimento nas primeiras versões do IEEE e apenas como Tipo 
na versão DIX. Esses dois usos do campo foram oficialmente combinados em uma versão 
mais recente do IEEE, pois os dois usos do campo são comuns por toda a indústria. O 
campo Tipo da Ethernet II está incorporado na definição de um quadro no padrão 802.3 
atual. O nó receptor precisa determinar qual é o protocolo de camada superior que está 
Fundamentos de Redes – FR - versão 2020 página 22 
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presente em um quadro de entrada, examinando o campo Comprimento/Tipo. Se o valor 
dos dois octetos é igual ou maior que 0x0600 (hexadecimal), 1536 em decimal, então o 
conteúdo do campo de dados (data field) do quadro é decodificado de acordo com o 
protocolo indicado 
 
 
 
O Preâmbulo é um padrão de uns e zeros alternantes usado para a sincronização da 
temporização em Ethernet assíncrona de 10 Mbps e em implementações mais lentas. As 
versões mais rápidas da Ethernet são síncronas, e essa informação de temporização é 
redundante mas mantida para fins de compatibilidade. 
 
Um Delimitador de Início de Quadro consiste em um campo de um octeto que marca o finaldas informações de temporização e contém a seqüência de bits 10101011. 
 
O campo Endereço de Destino contém um endereço de destino MAC. O endereço de 
destino pode ser unicast, multicast ou broadcast. 
 
O campo Endereço de Origem contém um endereço de origem MAC. O endereço de origem 
é geralmente o endereço unicast do nó Ethernet que está transmitindo. Existe, contudo, um 
crescente número de protocolos virtuais em uso que utiliza, e às vezes, compartilha um 
endereço MAC de origem específico para identificar a entidade virtual. 
 
O campo Comprimento/Tipo suporta dois usos diferentes. Se o valor for inferior a 1536 
decimal, 0x600 (hexadecimal), então o valor indica o comprimento. A interpretação do 
comprimento é usada onde a Camada LLC proporciona a identificação do protocolo. O 
valor do tipo especifica o protocolo da camada superior que recebe os dados depois que o 
processamento da Ethernet estiver concluído. O tamanho indica o número de bytes de dados 
que vêm depois desse campo. 
 
O campo Dados e o enchimento (padding), se necessário, pode ser de qualquer tamanho que 
não faça com que o quadro exceda o tamanho máximo permitido para o quadro A MTU 
(Unidade de Transmissão Máxima) para Ethernet é de 1500 octetos. Portanto, os dados não 
devem exceder esse tamanho. O conteúdo desse campo não é especificado. Um enchimento 
não especificado será inserido imediatamente após os dados do usuário quando não houver 
dados de usuário suficientes para que o quadro satisfaça o comprimento mínimo para o 
quadro. A Ethernet exige que o quadro tenha entre 64 e 1518 octetos. 
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Uma FCS contém um valor CRC de 4 bytes que é criado pelo dispositivo emissor e 
recalculado pelo dispositivo receptor para verificar se há quadros danificados. Já que a 
corrupção de um único bit em qualquer lugar desde o início do Endereço de Destino até o 
final do campo FCS fará com que o checksum seja diferente, o cálculo do FCS inclui o 
próprio campo FCS. Não é possível distinguir entre a corrupção do próprio FCS e a 
corrupção de qualquer outro campo usado no cálculo. 
 
 
Media Access Control (MAC) 
 
MAC refere-se aos protocolos que determina qual dos computadores em um ambiente de 
meios físicos compartilhados, ou domínio de colisão, tem permissão para transmitir os 
dados. O MAC, com o LLC, compreende a versão IEEE da Camada 2 do OSI. O MAC e o 
LLC são subcamadas da Camada 2. Há duas abrangentes categorias de Controle de Acesso 
aos Meios, determinístico (revezamento) e não determinístico (primeiro a chegar, primeiro 
a usar). 
 
Exemplos de protocolos determinísticos incluem Token Ring e FDDI. Em uma rede 
Token Ring, os hosts individuais são organizados em um anel e um token especial de dados 
circula ao redor do anel, chegando a cada host seqüencialmente. Quando um host quer 
transmitir, ele captura o token, transmite os dados durante um tempo limitado e depois 
encaminha o token até o próximo host no anel. O Token Ring é um ambiente sem colisões 
pois apenas um host é capaz de transmitir em qualquer dado momento. 
Os protocolos MAC não-determinísticos usam uma abordagem primeiro a chegar, primeiro 
a usar. O CSMA/CD (Carrier Sense Multple Access / Collision Detection) é um sistema 
bem simples. A placa de rede observa se há ausência de sinal nos meios físicos e começa a 
transmitir. Se dois nós transmitirem simultaneamente, ocorrerá uma colisão e nenhum dos 
nós poderá transmitir. 
 
Três tecnologias comuns da camada 2 são Token Ring, FDDI e Ethernet. Todas as três 
especificam questões relativas à camada 2, LLC, nomeação, enquadramento e MAC, assim 
como componentes de sinalização da Camada 1 e questões dos meios físicos. As 
tecnologias específicas de cada uma delas são as seguintes: 
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Ethernet: topologia de barramento lógico (o fluxo de informações acontece em um 
barramento linear) e estrela física ou estrela estendida (cabeada como uma estrela). 
 
Token Ring: topologia lógica em anel (em outras palavras, o fluxo de informações é 
controlado em um anel) e uma topologia física em estrela (em outras palavras, é cabeada 
como uma estrela) FDDI: topologia em anel lógico (o fluxo de informações é controlado 
em um anel) e topologia em anel duplo (cabeado como um anel duplo) 
 
A Ethernet é uma tecnologia de broadcast de meios físicos compartilhados. O método de 
acesso CSMA/CD usado na Ethernet executa três funções: 
 
 Transmitir e receber quadros de dados 
 Decodificar quadros de dados e verificar se os endereços são válidos, antes de 
passá-los às camadas superiores do modelo OSI 
 Detectar erros dentro dos quadros de dados ou na rede 
 
No método de acesso CSMA/CD, os dispositivos de rede com dados a serem transmitidos 
funcionam em modalidade de "escutar antes de transmitir". Isso significa que, quando um 
nó deseja enviar dados, ele deve verificar primeiramente se os meios da rede estão 
ocupados. Se o nó determinar que a rede está ocupada, o nó aguardará um tempo aleatório 
antes de tentar novamente. Se o nó determinar que os meios físicos da rede não estão 
ocupados, o nó começará a transmitir e a escutar. O nó escuta para garantir que nenhuma 
outra estação esteja transmitindo ao mesmo tempo. Depois de completar a transmissão dos 
dados, o dispositivo retornará ao modo de escuta. 
 
 
Os dispositivos de rede detectam a ocorrência de uma colisão pelo aumento da amplitude 
do sinal nos meios físicos da rede. Quando ocorre uma colisão, cada um dos nós que está 
transmitindo continuará a transmitir por um curto espaço de tempo, para garantir que todos 
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os dispositivos identifiquem a colisão. Depois que todos os dispositivos detectaram a 
colisão, um algoritmo de recuo (backoff) será invocado e a transmissão será interrompida. 
Os nós param então de transmitir durante um tempo aleatório determinado pelo algoritmo 
de backoff. Quando este período expirar, cada um dos nós envolvidos poderá tentar obter 
acesso aos meios físicos da rede. Os dispositivos envolvidos na colisão não terão prioridade 
na transmissão. 
 
Qualquer estação em uma rede Ethernet que deseje transmitir uma mensagem, primeiro 
"escuta" para garantir que nenhuma outra estação esteja atualmente transmitindo. Se o cabo 
estiver silencioso, a estação começará imediatamente a transmitir. O sinal elétrico demora 
um pouco para trafegar pelo cabo (atraso) e cada repetidor subseqüente introduz um pouco 
de latência no encaminhamento do quadro de uma porta até a próxima. Devido ao atraso e à 
latência, é possível que mais de uma estação comece a transmissão no mesmo, ou quase no 
mesmo momento. Isso resulta em uma colisão. 
 
Se a estação conectada estiver operando em full-duplex, a estação poderá enviar e receber 
simultaneamente e não deverão ocorrer colisões. A operação full-duplex também muda as 
considerações de temporização e elimina o conceito de slot time (tempo de espera). A 
operação full-duplex acomoda projetos de arquitetura de redes maiores já que é removida a 
restrição de temporização para detecção de colisões. 
 
Em half-duplex, contanto que não ocorra uma colisão, a estação emissora transmitirá 64 
bits de informações de sincronização de temporização, conhecidos como preâmbulo. A 
estação emissora então transmitirá as seguintes informações: 
 
 Informações de endereçamento MAC de destino e origem 
 Outras informações de cabeçalho 
 O próprio payload de dados 
 Checksum (FCS) usado para garantir que a mensagem não foi corrompida ao longo 
do caminho 
 
As estações que recebem o quadro recalculam o FCS para determinar se a mensagem 
recebida é válida e depois passam as mensagens válidas para a camada superior na pilha de 
protocolos.As versões de 10 Mbps e mais lentas da Ethernet são assíncronas. Assíncrona significa que 
cada estação receptora usará os oito octetos de informações de temporização para 
sincronizar o circuito receptor aos dados recebidos para depois descartá-las. As 
implementações de 100 Mbps e mais rápidas são síncronas. Síncrona significa que as 
informações de temporização não são necessárias, porém por razões de compatibilidade o 
Preâmbulo e o Delimitador de Inicio de Quadro (Start Frame Delimiter – SFD) 
permanecem presentes. 
 
 
 
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Para que a CSMA/CD Ethernet possa operar, a estação emissora deve estar ciente de uma 
colisão antes de completar a transmissão de um quadro de tamanho mínimo. A 100 Mbps, a 
temporização do sistema mal pode acomodar 100 metros de cabos. 
 
Se a camada MAC for incapaz de enviar o quadro após dezesseis tentativas, ela desiste 
e gera um erro para a camada da rede. Tal ocorrência é comparativamente rara e só 
acontece sob cargas de rede extremamente pesadas, ou quando existe um problema 
físico na rede. 
 
A condição de erro mais comum em redes Ethernet é a colisão. As colisões representam o 
mecanismo para resolver a competição para o acesso à rede. A existência de algumas 
colisões proporciona uma maneira elegante, simples e econômica dos nós da rede 
arbitrarem a competição pelos recursos da rede. Quando a competição para a rede se torna 
excessiva, as colisões podem se tornar um impedimento significativo para a operação útil 
da rede. 
 
As colisões resultam em perda de largura de banda na rede igual à transmissão inicial e o 
sinal de bloqueio (jam signal) da colisão. Isso é um atraso de consumo e afeta todos os nós 
de rede e possivelmente causa uma redução significativa no throughput da rede. 
 
A grande maioria de colisões ocorre bem no início do quadro, geralmente antes do SFD. As 
colisões que ocorrerem antes do SFD geralmente não serão relatadas às camadas mais altas, 
como se a colisão nunca tivesse ocorrido. Assim que uma colisão for detectada, as estações 
emissoras transmitirão um sinal de "bloqueio" de 32 bits que cuidará da colisão. Isso é feito 
para que quaisquer dados sendo transmitidos sejam completamente corrompidos e todas as 
estações tenham a oportunidade de detectar a colisão. Um sinal de bloqueio (jam signal) 
pode ser composto de quaisquer dados binários desde que não formem um checksum 
apropriado para a porção do quadro já transmitido. O padrão de dados mais universalmente 
observado para um sinal de bloqueio (jam signal) é simplesmente uma repetição de um, 
zero, um, zero, o mesmo que o Preâmbulo. Quando observado por um analisador de 
protocolos, esse padrão se parece como uma seqüência de repetição hexadecimal 5 ou A. 
As mensagens corrompidas e parcialmente transmitidas são conhecidas como 
fragmentos de colisão ou "runts". As colisões normais têm um comprimento inferior a 64 
octetos e por isso falham no teste de comprimento mínimo e no teste de checksum FCS. 
 
 
Um quadro recebido que tenha uma seqüência de verificação de quadro (FCS) defeituoso, 
também conhecido como erro de Checksum ou erro de CRC, difere da transmissão original 
em pelo menos um bit. Em um quadro de erro de FCS, as informações do cabeçalho 
provavelmente estão corretas, mas o checksum calculado pela estação receptora não é igual 
ao checksum incluído no final do quadro pela estação transmissora. O quadro é, então, 
descartado. 
Um grande número de erros FCS originados de uma única estação geralmente indica uma 
placa de rede defeituosa e/ou softwares de drivers corrompidos ou, ainda, um defeito no 
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cabo que liga essa estação à rede. Se os erros de FCS forem associados a várias estações, 
então eles geralmente podem ser atribuídos a defeitos no cabeamento, uma versão 
defeituosa do driver das placas de rede, um defeito da porta de um hub ou um ruído 
derivado do sistema de cabeamento. 
Uma mensagem que não termina em um limite de octeto é conhecida como erro de 
alinhamento. Em vez de existir um número correto de bits na formação dos grupos de 
octetos, existem bits adicionais ou restantes (menos de oito). Tal tipo de quadro é truncado 
até o limite de octeto mais próximo e, se o checksum FCS falhar, é relatado um erro de 
alinhamento. Em muitos casos, este tipo de erro é causado por defeitos no software de 
drivers ou por colisões e, freqüentemente, é acompanhado por falhas do checksum FCS. 
 
Autonegociação da Ethernet 
 
Com o crescimento da Ethernet de 10 a 100 e até 1000 Mbps, uma exigência era possibilitar 
a interoperabilidade de cada uma destas tecnologias, a ponto de permitir a conexão direta 
entre as interfaces de 10, 100 e 1000. Foi elaborado um processo denominado 
Autonegociação de velocidades em half-duplex ou full-duplex. Especificamente, por 
ocasião da introdução da Fast Ethernet, o padrão incluía um método de configurar 
automaticamente uma dada interface para coincidir com a velocidade e capacidade do 
parceiro interligado. Este processo define como dois parceiros de interligação podem 
negociar automaticamente a sua configuração para oferecer o melhor nível de desempenho 
conjunto. O processo ainda possui a vantagem de envolver somente a parte mais baixa da 
camada física. 
10BASE-T exigia que cada estação emitisse um link pulse a cada 16 milissegundos, 
aproximadamente, enquanto a estação não estivesse ocupada com a transmissão de uma 
mensagem. A autonegociação adotou este sinal e deu-lhe o novo nome de Normal Link 
Pulse (NLP). 
A Autonegociação é realizada pela transmissão de uma rajada de Link Pulses 10BASE-T de 
cada um dos parceiros interligados. A rajada comunica as capacidades da estação 
transmissora ao seu parceiro interligado. Após ambas as estações interpretarem o que a 
outra parte está oferecendo, cada uma alterna para a configuração de desempenho conjunto 
mais alto e estabelecem um link naquela velocidade. Se algo interromper as comunicações e 
o link for perdido, os dois parceiros primeiro tentarão restabelecer o link à velocidade 
anteriormente negociada. Se isso falhar, ou se tiver decorrido muito tempo desde a perda do 
link, o processo de Autonegociação irá recomeçar. O link pode ser perdido devido a 
influências externas, como falha do cabo, ou pela emissão de um reset por um dos 
parceiros. 
Existem dois modos de operação, half e full duplex. Para meios compartilhados, o modo 
half-duplex é obrigatório. Todas as implementações por cabo coaxial são half-duplex por 
natureza e não podem operar em full-duplex. As implementações em UTP e em fibra 
podem ser operadas em half-duplex. As implementações de 10-Gbps são especificadas 
exclusivamente para full-duplex. 
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No modo half-duplex, só uma estação pode transmitir de cada vez. Para implementações 
por cabo coaxial, uma segunda estação transmitindo ao mesmo tempo causa uma 
sobreposição de sinais que se tornam corrompidos. Dado que UTP e fibra geralmente 
transmitem em pares separados, os sinais não têm oportunidade de se sobreporem e se 
tornarem corrompidos. Ethernet possui regras para arbitrar conflitos que surgem em 
ocasiões em que mais de uma estação tenta transmitir de uma só vez. As ambas as estações 
em uma ligação full-duplex ponto-a-ponto é permitido transmitir a qualquer momento, 
independentemente da outra estação estar transmitindo ou não. 
A Autonegociação evita a maioria das situações onde uma estação de uma ligação ponto-a-
ponto esteja transmitindo sob as regras de half-duplex e a outra esteja transmitindo sob as 
regras de full-duplex. 
Ethernet 10Mbps 
 
Ethernet 10BASE5, 10BASE2 e 10BASE-T são consideradas Ethernet Legadas (Antigas). 
As quatro características comuns em todosos tipos de Ethernet legadas são os parâmetros 
de temporização, o formato de quadros, o processo de transmissão e as regras básicas de 
projeto. Todas se utilizam do quadro Ethernet padrão. 
 
 
10Base5 
 
O produto original Ethernet 10BASE5 de 1980 transmitia 10 Mbps através de um único 
barramento de cabo coaxial grosso. O 10BASE5 é importante pois foi o primeiro meio 
físico usado pela Ethernet. 10BASE5 fazia parte do padrão 802.3 original. A principal 
vantagem de 10BASE5 era o comprimento. Hoje pode ser encontrado em instalações 
antigas, mas não seria recomendado para novas instalações. Os sistemas 10BASE5 são 
econômicos e não exigem configuração, mas os componentes básicos, como placas de rede, 
são muito difíceis de se encontrar por serem sensíveis às reflexões de sinais no cabo. Os 
sistemas 10BASE5 representam também, um único ponto de falha. 
Possui um condutor central sólido. Cada um dos (no máximo) cinco segmentos de coaxial 
grosso pode ter até 500 m de comprimento. O cabo é grande, pesado e difícil de se instalar. 
No entanto, os limites de distância foram favoráveis e isso prolongou a sua utilização em 
certas aplicações. 
Já que o meio físico é composto de um único cabo coaxial, apenas uma estação pode 
transmitir de cada vez, caso contrário, ocorrerá uma colisão. Portanto, 10BASE5 só 
funciona em half-duplex, resultando num máximo de 10 Mbps de transferência de dados. 
10Base2 
10BASE2 foi introduzido em 1985. A instalação era mais fácil porque o cabo era menor, 
mais leve e mais flexível. Esta tecnologia ainda existe em redes antigas. Como o 10BASE5, 
atualmente não é recomendado para novas instalações. É econômico e não necessita de 
hubs. Da mesma forma, placas de rede para este meio também são difíceis de obter. 
Fundamentos de Redes – FR - versão 2020 página 29 
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Os computadores de rede local eram ligados um ao outro por uma série de lances de cabos 
coaxiais ininterruptos. Estes lances de cabo eram ligados por conectores BNC a um 
conector em formato de T na placa de rede, permitindo uma distância de até 185 metros 
desse barramento. 
Apenas uma estação pode transmitir por vez, caso contrário ocorrerá uma colisão. 
10BASE2 também usa half-duplex. A taxa máxima de transmissão de 10BASE2 é de 10 
Mbps. 
10BaseT 
10BASE-T foi introduzido em 1990. 10BASE-T usava cabos de cobre de par trançado, não 
blindado (UTP), que era mais barato e mais fácil de instalar que o cabo coaxial. O cabo era 
plugado a um dispositivo central de conexão que continha o barramento compartilhado. 
Esse dispositivo era um hub. Ele se localizava no centro de um conjunto de cabos que eram 
distribuídos aos PCs como os raios de uma roda. Isto é conhecido como topologia estrela. 
As distâncias que os cabos podiam ter até o hub, e a maneira pela qual o UTP era instalado, 
levavam cada vez mais à utilização de estrelas compostas de estrelas, em uma topologia 
chamada de estrela estendida. Originalmente, o 10BASE-T era um protocolo half-duplex, 
mas a funcionalidade de full-duplex foi adicionada posteriormente. A explosão da 
popularidade da Ethernet entre meados e fins dos anos 90 foi quando a Ethernet passou a 
dominar a tecnologia de redes locais. 
Um cabo UTP 10BASE-T tem um condutor sólido para cada fio nos 90 metros (no 
máximo) de cabo horizontal. O cabo UTP usa conectores RJ-45 de oito pinos. Embora o 
cabo Categoria 3 seja adequado para utilização nas redes 10BASE-T, recomenda-se 
enfaticamente que qualquer instalação nova de cabos seja feita com Categoria 5 ou melhor. 
Todos os quatro pares de fios deverão ser usados conforme os padrões de pinagem T568-A 
ou T568-B. Com os cabos instalados desta forma, é suportada a utilização de vários 
protocolos sem que a fiação precise ser alterada. 
 
Ethernet 100Mbps 
 
A Ethernet 100 Mbps é também conhecida como Fast Ethernet. As duas tecnologias que se 
destacaram foram a 100BASE-TX, que utiliza um meio físico de cabo de cobre UTP e a 
100BASE-FX que utiliza um meio físico de fibra ótica multimodo. 
 
O formato de quadro 100-Mbps é o mesmo do quadro 10-Mbps. 
 
 
Em 1995, o 100BASE-TX era o padrão, usando cabo UTP Cat 5, que se tornou um sucesso 
comercial. O cabo coaxial Ethernet original usava transmissão half-duplex e apenas um 
dispositivo podia transmitir de cada vez. Porém, em 1997, a Ethernet foi expandida para 
Fundamentos de Redes – FR - versão 2020 página 30 
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incluir a capacidade de incluir full-duplex permitindo que mais de um PC em uma rede 
pudesse transmitir ao mesmo tempo. Pouco a pouco os switches substituíram os hubs. Esses 
switches ou comutadores tinham a capacidade de full-duplex e de manipular rapidamente 
quadros Ethernet. Utiliza-se da mesma pinagem do 10BaseT e pode trabalhar a half-duplex 
e full-duplex. 
 
 
100BaseFx 
Na época em que a Fast Ethernet baseada em cobre foi introduzida, foi também necessária 
uma versão para fibra ótica. Uma versão para fibra ótica poderia ser usada para aplicações 
de backbone, conexões entre andares e edifícios onde o cobre é menos desejável e também 
em ambientes com muito ruído. 100BASE-FX foi criado para satisfazer essa necessidade. 
Porém, 100BASE-FX nunca foi adotado com êxito. Isto ocorreu devido à conveniente 
introdução dos padrões Gigabit Ethernet em cobre e fibra. Os padrões Gigabit Ethernet são 
agora a tecnologia dominante para as instalações de backbone, conexões cruzadas de alta 
velocidade e necessidades de infra-estrutura geral. 
Geralmente, são mais usados os pares de fibra com conectores ST ou SC. Caminhos 
separados de Transmissão (TX) e Recepção (RX) na fibra óptica 100BASE-FX permitem 
uma transmissão a 200 Mbps 
 
Os links Fast Ethernet geralmente consistem numa conexão entre uma estação e um hub ou 
switch. Os hubs são considerados repetidores multiportas e os switches são considerados 
bridges multiportas. Estão sujeitos ao limite de distância dos meios físicos UTP de 100 m. 
 
 
Ethernet 1000Mbps ou GigabitEthernet ou 1Gbps 
 
Os padrões para Ethernet 1000-Mbps ou Gigabit Ethernet representam transmissões usando 
meios físicos tanto de fibra como de cobre. O padrão 1000BASE-X, IEEE 802.3z, 
especifica 1 Gbps full duplex sobre fibra óptica. O padrão 1000BASE-T, IEEE 802.3ab, usa 
cabo de par trançado balanceado categoria 5, ou maior. 
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As diferenças entre o padrão Ethernet, Fast Ethernet e Gigabit Ethernet ocorre na camada 
física. Esta transmissão de alta velocidade exige freqüências próximas aos limites de 
largura de banda dos meios de cobre. Isto faz com que os bits se tornem mais sensíveis ao 
ruído em meios de cobre. 
 
 
 
1000BaseT 
Ao ser instalada a Fast Ethernet para aumentar a largura de banda das estações de trabalho, 
começaram a aparecer gargalos nos troncos da rede. 1000BASE-T (IEEE 802.3ab) foi 
desenvolvido para proporcionar largura de banda adicional para ajudar a aliviar tais 
gargalos. Isto proporcionou mais throughput para dispositivos como backbones entre 
edifícios, links entre switches, server farms e outras aplicações de wiring closet, assim 
como conexões para estações de trabalho de alto desempenho. Fast Ethernet foi projetada 
para funcionar através de cabos de cobre Cat 5 que foram terminados corretamente e que 
conseguissem passar nos testes de certificação de cabos 5e. A maioria dos cabos Cat 5 que 
foram instalados conseguem passar nos testes de certificação de cabos 5e. Um dos atributos 
mais importantes do padrão 1000BASE-T é que seja mutuamente operável com 10BASE-T 
e 100BASE-TX. 
Já que o cabo Cat 5e pode transportar com confiabilidade até 125 Mbps de tráfego, 
conseguir 1000 Mbps (Gigabit) de largura de banda foi um desafio para o projeto. A 
primeira etapa para viabilizar o 1000BASE-T é usar todos os quatro pares de fios, aoinvés 
dos dois pares tradicionais de fios usados para 10BASE-T e 100BASE-TX Isto é feito 
usando-se circuitos complexos para permitir transmissões full-duplex no mesmo par de 
fios. Isto proporciona 250 Mbps por par. Com todos os pares de quatro fios, isto 
proporciona os 1000 Mbps desejados. Já que as informações se propagam simultaneamente 
através dos quatro caminhos, os circuitos precisam dividir quadros no transmissor e 
reorganizá-los no receptor. 
Em períodos de inatividade, existem nove níveis de voltagem encontrados no cabo e, 
durante períodos de transmissão de dados, podem ser encontrados 17 níveis de voltagem no 
cabo. 
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Com este grande número de estados e com os efeitos de ruído, o sinal no fio parece mais 
analógico que digital. Como é o caso de um sistema analógico, este sistema é mais sensível 
a ruídos oriundos de problemas nos cabos e nas terminações. 
Os dados vindos da estação emissora são cuidadosamente divididos em quatro fluxos 
paralelos, codificados, transmitidos e detectados em paralelo e depois reorganizados e 
recebidos em um só fluxo de bits. 
 
A figura anterior representa full-duplex simultâneo em pares de quatro fios. 1000BASE-T 
suporta uma operação tanto em half-duplex como em full-duplex. 1000BASE-T full-duplex 
é amplamente utilizado. 
 
 
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1000 Base Sx e Lx 
O padrão IEEE 802.3 recomenda que a Gigabit Ethernet através de fibra seja a tecnologia 
adequada para o backbone. 
 
10 GigabitEthernet ou TenGigabitEthernet ou 10Gbps 
 
IEEE 802.3ae foi adaptado para incluir transmissões 10 Gbps full-duplex através de cabos 
de fibra óptica. As semelhanças básicas entre 802.3ae e 802.3, a Ethernet original, são 
impressionantes. Esta 10-Gigabit Ethernet (10GbE) está evoluindo não só para redes locais 
mas também para MANs e WANs. 
Uma mudança conceitual importante para Ethernet está surgindo com 10GbE. Ethernet é 
tradicionalmente considerada uma tecnologia para redes locais, mas os padrões da camada 
física de 10GbE permitem uma extensão da distância de até 40 km sobre fibra monomodo. 
A próxima tabela faz um resumo dos padrões Ethernet: 
 
 
 
Equipamentos de redes locais 
 
 
 HUB 
 
Os hubs são dispositivos concentradores responsáveis por centralizar a distribuição dos 
quadros de dados em redes fisicamente ligadas em estrela. Todo hub é um repetidor. Por 
repetidor devemos entender como um equipamento que era utilizado para redes Ethernet 
montadas com cabo coaxial e sua função era regenerar o sinal e promover sua 
amplificação para que esse sinal pudesse ser transmitido para o outro segmento da rede. 
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Observe o desenho de uma rede com uso de um repetidor: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Se no desenho anterior foi utilizado cabo coaxial fino a rede pode ter até 370m (185m x 2) 
O HUB replica para todas as portas as informações recebidas pelas máquinas da rede pois 
trabalha na camada física do modelo OSI. Vejamos algumas classificações para os HUBs: 
a) Passivo: não possuem qualquer tipo de alimentação elétrica e portanto não tem 
capacidade de amplificar o sinal. São denominados de patch panels. 
b) Ativo: Tem alimentação elétrica e por isso são capazes de regenerar os sinais que 
recebem de suas portas antes de enviá-los para todas as portas. Funcionam como 
repetidores. 
c) Inteligente: São hubs ativos que permitem monitoramento através de software e varia de 
acordo com o fabricante. Dessa forma é possível a obtenção de relatórios estatísticos de 
acesos e a detecção de falhas. 
d) Empilhável: Também conhecidos como cascateável. Sabemos que existem regras para a 
conexão entre hubs e repetidores, não há limites para o número de portas que um hub pode 
ter. Dessa forma, um hub empilhável possui uma porta especial, normalmente em sua parte 
traseira, onde um hub pode ser conectado ao outro de forma a ser considerado como um 
único HUB. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
HUB empilhável de n portas 
 
HUB empilhável de m portas 
 
 
 
Como se 
fosse um 
único HUB de 
n + m portas, 
ou seja, um 
único 
segmento 
 
 
 
Estação 
A 
Estação 
B 
Estação 
C 
Estação 
D 
Estação 
E 
Estação 
F 
Segmento coaxial 1 
Segmento coaxial 2 
Repetidor 1 
Repetidor 2 
terninador 
terninador 
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Switches 
 
A ponte é um repetidor inteligente. Operando na camada de Enlace tem a capacidade de ler 
e analisar os quadros de dados que estão circulando na rede. Dessa forma, ela consegue ler 
os campos de endereçamento MAC do quadro de dados e dessa forma não replica para 
outras segmentos dados que tenham como destino o mesmo segmento de origem. 
Atualmente é difícil encontrar uma ponte e sim um switch que trata-se de uma ponte com 
várias portas. 
 
A Ethernet é uma tecnologia half duplex. Cada host Ethernet verifica a rede para ver se 
dados estão sendo transmitidos antes de transmitir dados adicionais. Se a rede já estiver em 
uso, a transmissão sofrerá um atraso. Apesar do atraso na transmissão, dois ou mais hosts 
Ethernet poderão transmitir ao mesmo tempo, o que resultará em uma colisão. Quando uma 
colisão ocorrer, o host que detectar primeiro a colisão irá emitir um sinal de 
congestionamento. Ao escutar o sinal de congestionamento, cada host irá aguardar por um 
período de tempo aleatório antes de tentar transmitir. Esse período de tempo aleatório é 
conhecido como algoritmo de backoff. Quanto mais hosts são adicionados à rede e 
comecem a transmitir, maior a probabilidade das colisões ocorrerem. 
 
As LANs Ethernet ficam sobrecarregadas porque os usuários executam softwares que 
exigem muito da rede, como as aplicações cliente/servidor, o que faz com que os hosts 
transmitam com mais freqüência e por maiores períodos de tempo. O conector físico (por 
exemplo, a placa de rede) usado pelos dispositivos em uma LAN Ethernet fornece vários 
circuitos para que as comunicações entre os dispositivos possam ocorrer. 
 
 
 
A latência, às vezes chamada de atraso de propagação, é o tempo que um quadro, ou pacote, 
de dados leva para trafegar do nó ou da estação de origem até o destino final na rede. Como 
as LANs Ethernet usam o CSMA/CD para fazer a melhor entrega possível, deverá haver 
uma determinada quantidade de latência no sistema para detectar as colisões e negociar os 
direitos de transmissão na rede. 
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A latência não depende somente da distância e do número de dispositivos. Por exemplo, se 
três switches separarem duas estações de trabalho, as estações de trabalho terão menos 
latência do que se dois roteadores as separassem. Isto acontece porque os roteadores 
executam funções de tomada de decisões mais complexas e que demandam mais tempo. 
. 
 
 
A Ethernet full duplex permite a transmissão de um pacote e o recebimento de um pacote 
diferente ao mesmo tempo. Essa recepção e transmissão simultânea exige o uso de dois 
pares de fios no cabo e uma conexão com comutação entre cada nó. Essa conexão é 
considerada ponto a ponto e é livre de colisão. Como os nós podem transmitir e receber ao 
mesmo tempo, não haverá negociações para a largura de banda. A Ethernet full duplex pode 
usar um meio compartilhado existente desde que o meio atenda aos padrões Ethernet 
mínimos. 
 
Para transmitir e receber simultaneamente, uma porta dedicada é exigida para cada nó. As 
conexões full duplex podem usar meios10BASE-T, 100BASE-TX ou 100BASE-FX para 
criar conexões ponto a ponto. As placas de rede em ambas as extremidades precisam ter as 
capacidades full duplex. 
 
O switch Ethernet full duplex tira vantagem dos dois pares de fios no cabo. Isso é feito 
criando-se uma conexão direta entre o transmissor (TX) em uma extremidade do circuito e 
o receptor (RX) na outra extremidade. Com essas duas estações conectadas dessa forma, um 
domínio livre de colisão será criado porque a transmissão e recepção dos dados ocorrem em 
circuitos não competitivos separados. 
 
A Ethernet geralmente só pode usar de 50% a 60% dos 10 Mbps de largura de banda 
disponíveis devido às colisões e à latência. A Ethernet full duplex oferece 100% da largura 
de banda nas duas direções. Isso produz um possível throughput de 20 Mbps - 10 Mbps de 
TX e 10 Mbps de RX. 
 
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Uma rede pode ser dividida em unidades menores chamadas de segmentos. Cada segmento 
usa o método de acesso CSMA/CD e mantém o tráfego entre os usuários no segmento. 
Temos um exemplo de uma rede Ethernet segmentada. A rede completa tem 15 
computadores (6 servidores de arquivos e 9 PCs). Ao usar segmentos em uma rede, menos 
usuários/dispositivos estarão compartilhando os mesmos 10 Mbps ao se comunicarem entre 
si no segmento. Cada segmento é considerado seu próprio domínio de colisão. 
 
 
 
 
Ao dividir a rede em três segmentos, um gerenciador de rede poderá diminuir o 
congestionamento na rede em cada segmento. Ao transmitir dados em um segmento, os 
cinco dispositivos em cada segmento estarão compartilhando a largura de banda de 10 
Mbps por segmento. Em uma LAN Ethernet segmentada, os dados passados entre os 
segmentos é transmitido no backbone da rede usando uma bridge, um roteador ou um 
switch 
 
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As LANs Ethernet que usam uma bridge para segmentar a LAN fornecem mais largura de 
banda por usuário, pois têm menos usuários em cada segmento. Ao contrário, as LANs que 
não usam as bridges para a segmentação fornecem menos largura de banda por usuário, pois 
existem mais usuários em uma LAN não segmentada. 
 
 
 
As bridges "descobrem" a segmentação de uma rede criando tabelas de endereços que 
contêm o endereço de cada dispositivo de rede e o segmento que deve ser usado para 
alcançar esse dispositivo. As bridges são dispositivos da camada 2 do modelo OSI que 
encaminham quadros de dados de acordo com os endereços Media Access Control (MAC) 
dos quadros. Além disso, as bridges são transparentes para os outros dispositivos na rede. 
As bridges aumentam de 10% a 30% a latência em uma rede. Essa latência se deve à 
tomada de decisões da bridge, ou das bridges, necessária na transmissão de dados. Uma 
bridge é considerada um dispositivo de armazenar e encaminhar porque ela deve examinar 
o campo de endereço de destino no quadro antes de determinar a qual interface o quadro 
será encaminhado. 
 
 
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O tempo necessário para executar essas tarefas retarda as transmissões da rede causando 
latência. 
 
O switching LAN ameniza a escassez de largura de banda e os gargalos de rede, como os 
que ocorrem entre um grupo de PCs e um servidor de arquivos remoto. Um switch pode 
segmentar uma LAN em microssegmentos, que são segmentos únicos de host. Isso cria 
domínios sem colisão a partir de um domínio de colisão maior. Mesmo que o switch LAN 
elimine os domínios de colisão, todos os hosts conectados ao switch ainda estarão no 
mesmo domínio de broadcast. Logo, todos os nós conectados através do switch LAN 
podem ver um broadcast a partir de apenas um nó. 
 
A Ethernet com comutação é baseada na Ethernet. Cada nó está diretamente conectado a 
uma de suas portas ou a um segmento que está conectado a uma das portas do switch. Isso 
cria uma conexão de largura de banda de 10 Mbps entre cada nó e cada segmento no switch. 
Um computador conectado diretamente a um switch Ethernet é o seu próprio domínio de 
colisão e acessa todos os 10 Mbps. 
 
Uma LAN que usa um topologia Ethernet com comutação cria uma rede que funciona como 
se tivesse apenas dois nós, o nó emissor e o nó receptor. Esses dois nós compartilham uma 
largura de banda de 10 Mbps, significando que quase toda a largura de banda está 
disponível para a transmissão dos dados. Como a LAN Ethernet com comutação usa a 
largura de banda de forma tão eficiente, ela pode fornecer uma topologia de LAN mais 
rápida que as LANs Ethernet. Em uma implementação da Ethernet com comutação, a 
largura de banda disponível pode chegar perto de 100%. 
 
O switching Ethernet aumenta a largura de banda disponível em uma rede criando 
segmentos de rede dedicados (ou conexões ponto a ponto) e conectando esses segmentos a 
uma rede virtual no switch. Esse circuito de rede virtual existirá apenas quando dois nós 
precisarem se comunicar. Isso é chamado circuito virtual, porque existe apenas quando for 
necessário e estará estabelecido no switch. 
 
 
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Hoje, nas comunicações de dados, todos os equipamentos de switching executam duas 
operações básicas: 
 
 Switching de quadro de dados - isso acontece quando um quadro chegar a um meio 
de entrada e for transmitido para um meio de saída. 
 Manutenção das operações de switching - um switch cria e mantém tabelas de 
switching. 
 
O termo bridging se refere a uma tecnologia na qual um dispositivo conhecido como uma 
bridge conecta dois ou mais segmentos de LAN. Uma bridge transmite datagramas de um 
segmento aos destinos em outros segmentos. Quando uma bridge for ativada e começar a 
operar, ela examinará o endereço MAC dos datagramas de chegada e criará uma tabela dos 
destinos conhecidos. Se a bridge souber que o destino de um datagrama está no mesmo 
segmento da origem do datagrama, ela irá abandonar o datagrama porque não haverá 
necessidade de transmiti-lo. Se a bridge souber que o destino está em outro segmento, ela 
transmitirá o datagrama apenas naquele segmento. Se ela não souber o segmento de destino, 
transmitirá o datagrama em todos os segmentos exceto no segmento de origem (uma técnica 
conhecida como sobrecarga). A principal vantagem do bridging é limitar o tráfego para 
determinados segmentos da rede. 
 
Como as bridges, os switches conectam os segmentos LAN, usam uma tabela de endereços 
MAC para determinar o segmento para onde um datagrama precisa ser transmitido e 
reduzem o tráfego. Os switches são mais funcionais que as bridges nas redes atuais porque 
operam em velocidades muito mais altas que as bridges e podem suportar novas 
funcionalidades, como as LANs virtuais (VLANs). 
 
As bridges normalmente fazem switch usando o software; os switches normalmente fazem 
switch usando o hardware. 
 
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Cada switch usado em uma LAN Ethernet de 10 Mbps adiciona latência à rede. Devido ao 
switching usado, conhecido como cut-through, o endereço MAC do dispositivo de destino é 
lido e o switch começa a transmitir o pacote antes dele ser completamente recebido pelo 
switch. Isso compensa a latência inerente ao switch. 
 
Um switch Ethernet pode aprender o endereço de cada dispositivo na rede lendo o endereço 
de origem de cada pacote transmitido e observando a porta por onde o quadro atingiu o 
switch. O switch adiciona essas informações ao seu banco de dados de encaminhamento. 
Os endereços são aprendidos de forma dinâmica. Isso significa que enquanto os novos 
endereços são lidos, eles são aprendidos e armazenados na content-addressable memory 
(CAM). Quando uma origem