Camada de Enlace

A Camada de Enlace de Dados
Objetivos:
 Entender os princípios por trás dos serviços da camada
de enlace de dados:
 detecção e correção de erros
 compartilhamento de canal de difusão: acesso
múltiplo
 endereçamento da camada de enlace
 instanciação e implementação de diversas tecnologias de
camada de enlace
5: Camada de Enlace 5a-1
Camada de Enlace: Introdução
Alguma terminologia:
“link”
 hosts e roteadores são nós
 canais de comunicação que
conectam nós adjacentes ao longo
de um caminho de comunicação são
enlaces/link
 enlaces cabeados
 enlaces sem fio (não cabeados)
 LANs
 Pacote da camada 2 é um
quadro/frame, encapsula
datagramas
a camada de enlace é responsável
por transferir os datagramas entre
nós adjacentes através do enlace
5: Camada de Enlace 5a-2
Camada de Enlace: Contexto
 Datagrama é transferido por
diferentes protocolos de enlace em
diferentes enlaces:
 Ex.: Ethernet no primeiro enlace,
frame relay em enlaces
intermediários e 802.11 no último
enlace
 Cada protocolo de enlace provê
diferentes serviços
 ex.: pode ou não prover transporte
confiável de dados através do
enlace
5: Camada de Enlace 5a-3
Protocolos da Camada de Enlace
5: Camada de Enlace 5a-4
Serviços da Camada de Enlace
 Enquadramento (Delimitação do quadro) e acesso ao enlace:
 encapsula datagrama num quadro adicionando cabeçalho
(header) e cauda (tail),
 implementa acesso ao canal se meio for compartilhado,
 ‘endereços físicos (MAC)’ são usados nos cabeçalhos dos
quadros para identificar origem e destino de quadros em
enlaces multiponto
• Diferente do endereço IP!
 Entrega confiável entre nós adjacentes:
 Raramente usada em canais com baixas taxas de erro
(fibra óptica, alguns tipos de pares trançados)
 Canais sem fio: altas taxas de erros
5: Camada de Enlace 5a-5
Serviços da Camada de Enlace (mais)
 Controle de Fluxo:
 compatibilizar taxas de produção e consumo de quadros
entre remetentes e receptores
 Detecção de Erros:
 erros são causados por atenuação do sinal e por ruído
 receptor detecta presença de erros
• receptor sinaliza ao remetente para retransmissão, ou
simplesmente descarta o quadro em erro
 Correção de Erros:
 mecanismo que permite que o receptor localize e corrija
o(s) erro(s) sem precisar da retransmissão
 Half-duplex e full-duplex
 com half duplex, os nós de cada lado podem transmitir,
mas não simultaneamente
5: Camada de Enlace 5a-6
Comunicação entre Adaptadores
nó
transm.
datagrama Protocolo da camada
de enlace
nó
receptor
quadro
quadro
adaptador
adaptador
 camada de enlace implementada  Lado receptor
no “adaptador” (NIC)
 verifica erros, transporte
 placa Ethernet, cartão
confiável, controle de
PCMCIA, cartão 802.11
fluxo, etc.
 lado transmissor:
 extrai o datagrama, passa Encapsula o datagrama em
o para o nó receptor
um quadro
 adaptador é semi-autônomo
 Adiciona bits de verificação
 camadas de enlace e física
de erro, transferência
confiável de dados, controle
de fluxo, etc.
5: Camada de Enlace 5a-7
Enlaces e Protocolos de Acesso Múltiplo
Três tipos de enlace:
(a) Ponto-a-ponto (um cabo único)
(b) Difusão (cabo ou meio compartilhado;
p.ex., Ethernet, rádio, etc.)
(c) Comutado (p.ex., E-net comutada, ATM,
etc)
Começamos com enlaces com Difusão.
Desafio principal:
Protocolo de Múltiplo
Acesso
5: Camada de Enlace 5a-8
Protocolos de Acesso Múltiplo
 canal de comunicação único de difusão
 interferência: quando dois ou mais nós transmitem
simultaneamente
 colisão se um nó receber dois ou mais sinais ao mesmo tempo
Protocolo de acesso múltiplo
 algoritmo distribuído que determina como os nós compartilham o
canal, isto é, determina quando um nó pode transmitir
 comunicação sobre o compartilhamento do canal deve usar o
próprio canal!
 não há canal fora da faixa para coordenar a transmissão
5: Camada de Enlace 5a-9
Taxonomia dos Protocolos MAC
Três classes gerais:
 Particionamento do Canal
 divide o canal em pequenos “pedaços” (slots de tempo,
freqüência, código)
 aloca pedaço a um dado nó para uso exclusivo deste
 Acesso Aleatório
 canal não é dividido, podem ocorrer colisões
 “recuperação” das colisões
 Revezamento
 Nós se alternam em revezamento, mas nós que possuem
mais dados a transmitir podem demorar mais quando
chegar a sua vez
5: Camada de Enlace 5a-10
Protocolos de Acesso Aleatório
 Quando nó tem um pacote para transmitir
 transmite na taxa máxima R.
 nenhuma coordenação a priori entre os nós
 dois ou mais nós transmitindo ➜ “colisão”,
 O protocolo MAC de acesso aleatório especifica:
 como detectar colisões
 como se recuperar delas (através de retransmissões
retardadas, por exemplo)
 Exemplos de protocolos MAC de acesso aleatório:
 ALOHA
 CSMA, CSMA/CD, CSMA/CA
5: Camada de Enlace 5a-11
CSMA (Carrier Sense Multiple Access – Acesso
Múltiplo com Detecção de Portadora)
CSMA: escuta antes de transmitir:
Se o canal estiver livre: transmite todo o quadro
 Se o canal estiver ocupado, adia a transmissão
5: Camada de Enlace 5a-12
CSMA/CD (Detecção de Colisões)
CSMA/CD: detecção da portadora, adia a transmissão
como no CSMA
As colisões são detectadas em pouco tempo
Transmissões que sofreram colisões são abortadas,
reduzindo o desperdício do canal
 Detecção de colisões:
Fácil em LANs cabeadas: mede a potência do sinal,
compara o sinal recebido com o transmitido
Difícil em LANs sem fio
5: Camada de Enlace 5a-13
Detecção de colisões em CSMA/CD
5: Camada de Enlace 5a-14
Tecnologias de LAN
Tecnologias de redes locais (LAN)
Endereçamento
Ethernet
Hubs e switches
PPP
5: Camada de Enlace 5a-15
Endereços MAC e ARP
Endereço IP de 32 bits:
Endereços da camada de rede
usado para levar o datagrama à subrede
IP destino
Endereço MAC (ou LAN, ou físico, ou
Ethernet):
usado para levar o datagrama de uma
interface até outra interface conectada
fisicamente (da mesma rede)
Endereço MAC de 48 bits (para a
maioria das redes); queimado na ROM do
adaptador
5: Camada de Enlace 5a-16
Endereços LAN e ARP
Cada adaptador na LAN possui um endereço LAN único
Endereço de Difusão =
FF-FF-FF-FF-FF-FF
1A-2F-BB-76-09-AD
71-65-F7-2B-08-53
LAN
(cabeada or
sem fio)
= adaptador
58-23-D7-FA-20-B0
0C-C4-11-6F-E3-98
5: Camada de Enlace 5a-17
Endereço LAN (cont)
 Alocação de endereços MAC administrada pelo IEEE
 Um fabricante compra uma parte do espaço de
endereços (para garantir unicidade)
 Analogia:
(a) endereço MAC: como número do CPF
(b) endereço IP: como endereço postal
 endereço MAC sem estrutura => portabilidade
Pode mover um cartão LAN de uma LAN para outra
 endereço IP hierárquico NÃO é portátil (requer IP
móvel)
Depende da subrede IP à qual o nó está conectado
5: Camada de Enlace 5a-18
ARP: Address Resolution Protocol (Protocolo de
Resolução de Endereços)
Pergunta: como obter o
endereço MAC de B a partir
do endereço IP de B?
237.196.7.78
1A-2F-BB-76-09-AD
237.196.7.23
 Cada nó IP (Host, Roteador)
de uma LAN possui tabela
ARP
 Tabela ARP: mapeamento de
endereços IP/MAC para
alguns nós da LAN
237.196.7.14
LAN
71-65-F7-2B-08-53
237.196.7.88
58-23-D7-FA-20-B0
< endereço IP; endereço MAC; TTL>

TTL (Time To Live):
tempo a partir do qual o
mapeamento de
endereços será esquecido
(valor típico de 20 min)
0C-C4-11-6F-E3-98
5: Camada de Enlace 5a-19
Protocolo ARP: Mesma LAN (rede)
 A deseja enviar datagrama
para B, e o endereço MAC de
B não está na tabela ARP.
 A difunde o pacote de
solicitação ARP, que contém o
endereço IP de B
 Endereço MAC destino
= FF-FF-FF-FF-FF-FF
 todas as máquinas na
LAN recebem a consulta
do ARP
 Uma cache (salva) o par de
endereços IP-para-MAC na
sua tabela ARP até que a
informação fique antiquada
(expire)
 ‘soft state’: informação que
expira (vai embora) a menos
que seja renovada
 ARP é “plug-and-play”:
 os nós criam suas tabelas
ARP sem a intervenção do
administrador da rede
 B recebe o pacote ARP,
responde a A com o seu (de B)
endereço MAC
 Quadro enviado para o
endereço MAC (unicast) de
A
5: Camada de Enlace 5a-20
Roteando um pacote para outra LAN
passo a passo: envio de datagrama de A para B via R
assuma que A conhece o endereço IP de B
A
R
B
 Duas tabelas ARP no roteador R, uma para cada rede IP
(LAN)
5: Camada de Enlace 5a-21
 A cria datagrama com origem A, destino B
 A usa ARP para obter o endereço MAC de R para
111.111.111.110
 A cria quadro da camada de enlace com o endereço MAC de R
como destino, quadro contém datagrama IP de A para B
 O adaptador de A envia o quadro
 O adaptador de R recebe o quadro
 R remove o datagrama IP do quadro Ethernet, verifica que é
destinado para B
 R usa ARP para obter o endereço MAC de B
 R cria quadro contendo datagrama IP de A para B e o envia
para B
A
R
B
5: Camada de Enlace 5a-22
Ethernet
 Muitíssimo difundida porque:
 Muito barata! R$30 para placas 10/100Mbps!
 A mais antiga das tecnologias de rede local
 Mais simples e menos cara que redes usando ficha ou ATM
 Acompanhou o aumento de velocidade: 10 Mbps – 10 Gbps
Rascunho de Metcalfe
sobre o Ethernet
5: Camada de Enlace 5a-23
Topologia em Estrela
 Topologia de barramento popular até meados dos
anos 90
 Agora prevalência de topologia estrela
 Escolhas de conexão: hub ou switch
hub ou
switch
5: Camada de Enlace 5a-24
Estrutura de Quadro Ethernet
Adaptador remetente encapsula datagrama IP (ou
pacote de outro protocolo da camada de rede) num
Quadro Ethernet
Preâmbulo:
 7 bytes com o padrão 10101010 seguidos por um
byte com o padrão 10101011
 usado para sincronizar receptor ao relógio do
remetente (relógios nunca são exatos, é muito
provável que exista algum desvio entre eles)
5: Camada de Enlace 5a-25
Estrutura de Quadro Ethernet (cont)
 Endereços: 6 bytes para cada endereço MAC
se o adaptador recebe um quadro com endereço
destino igual ao seu, ou com endereço de
difusão (ex., pacote ARP), ele passa os dados do
quadro para o protocolo da camada de rede
caso contrário, o adaptador descarta o quadro
 Tipo: indica o protocolo da camada superior,
usualmente IP, mas existe suporte para outros
(tais como IPX da Novell e AppleTalk)
 CRC: verificado pelo receptor: se for detectado
um erro, o quadro será descartado
5: Camada de Enlace 5a-26
Serviço não confiável e sem conexões
 Sem conexões: Não há estabelecimento de conexão
(saudação) entre os adaptadores transmissor e receptor.
 Não confiável: o adaptador receptor não envia ACKs ou
NACKs para o adaptador transmissor
 fluxo de datagramas passados para a camada de rede
pode conter falhas na seqüência
 falhas serão preenchidas se aplicação estiver usando o
TCP
 caso contrário, a aplicação verá as falhas
5: Camada de Enlace 5a-27
Ethernet usa o CSMA/CD
 O adaptador não transmite se
perceber que algum outro
adaptador está transmitindo,
isto é, escuta antes de
transmitir (carrier sense)
 O adaptador transmissor
aborta quando percebe que
outro adaptador está
transmitindo, isto é, detecção
de colisão
 Antes de tentar uma
retransmissão, o adaptador
espera um tempo aleatório,
isto é, acesso aleatório
5: Camada de Enlace 5a-28
10BaseT e 100BaseT
 Taxas de transmissão de 10 e 100 Mbps; esta última é
chamado de “fast ethernet”
 T significa Par Trançado (Twisted pair)
 Nós são conectados a um hub: “topologia estrela”; distância
máxima entre os nós e o hub de 100m.
par trançado
hub
5: Camada de Enlace 5a-29
Gbit Ethernet
 Usa formato padrão do quadro Ethernet
 Admite enlaces ponto-a-ponto e canais de difusão
compartilhados
 Em modo compartilhado, usa CSMA/CD; para ser
eficiente, as distâncias entre os nós devem ser
curtas (poucos metros)
 Os Hubs usados são chamados de Distribuidores
com Buffers (“Buffered Distributors”)
 Full-Duplex a 1 Gbps para enlaces ponto-a-ponto
 Agora temos também 10 Gbps!
5: Camada de Enlace 5a-30
Codificação de Manchester
 Usado no 10BaseT
 Cada bit possui uma transição
 Permite que os relógios nos nós transmissor e receptor
entrem em sincronismo
 não há necessidade de um clock global, centralizado
 Mas, isto é assunto para a camada física!
5: Camada de Enlace 5a-31
Hubs
Hubs são essencialmente repetidores de camada física:
 bits vindos de um link são repetidos em todos os demais
links
 na mesma taxa
 sem bufferização de quadros
 não há CSMA/CD no hub: os adaptadores detectam as
colisões
 provê funcionalidade de gerenciamento da rede
par trançado
hub
5: Camada de Enlace 5a-32
Interconexão com hubs
 Hub no backbone interconecta segmentos de LAN
 Estende a distância máxima entre nós
 Mas os domínios de colisão de segmentos individuais tornam-se um
grande domínio de colisão
 Não dá para interligar 10Base T com 100BaseT
hub
hub
hub
hub
5: Camada de Enlace 5a-33
Switch (comutador)
 Dispositivo da camada de enlace
armazena e retransmite quadros Ethernet
examina o cabeçalho do quadro e seletivamente
encaminha o quadro baseado no endereço MAC
do destino
quando o quadro deve ser encaminhado num
segmento, usa o CSMA/CD para acessá-lo
 transparente
hosts ignoram a presença dos switches
 plug-and-play, self-learning (auto aprendizado)
switches não necessitam ser configurados
5: Camada de Enlace 5a-34
Encaminhamento
switch
1
2
hub
3
hub
hub
• Como determina em que segmento de LAN deve
encaminhar o quadro?
• Parece um problema de roteamento...
5: Camada de Enlace 5a-35
Auto aprendizado
 Um switch possui uma tabela de comutação
 entrada na tabela de comutação:
 (Endereço MAC, Interface, Carimbo de tempo)
 entradas antigas na tabela são descartadas (TTL pode ser de
60 min)
 switch aprende que hosts podem ser alcançados através de quais
interfaces
 quando um quadro é recebido, o switch “aprende” a localização
do transmissor: segmento de LAN de onde ele veio
 registra o par transmissor/localização na tabela de comutação
5: Camada de Enlace 5a-36
Exemplo com Switch
Suponha que C envia quadro para D
1
B
C
A
B
E
G
3
2
hub
hub
hub
A
endereço interface
switch
1
1
2
3
I
D
E
F
G
H
 Switch recebe o quadro vindo de C
 anota na tabela de comutação que C está na interface 1
 dado que D não se encontra na tabela, encaminha o quadro
para as demais interfaces: 2 e 3
 quadro é recebido por D
5: Camada de Enlace 5a-37
Exemplo com Switch
Suponha que D responde com um quadro para C.
endereço interface
switch
B
C
hub
hub
hub
A
I
D
E
F
G
A
B
E
G
C
1
1
2
3
1
H
 Switch recebe o quadro vindo de D
 anota na tabela de comutação que D está na interface 2
 dado que C está na tabela, encaminha o quadro apenas na
interface 1
 quadro é recebido por C
5: Camada de Enlace 5a-38
Switch: isolamento de tráfego
 Instalação do switch quebra a subrede em diversos segmentos de
LAN
 switch filtra os pacotes:
 quadros do mesmo segmento de LAN não são normalmente
encaminhados para os outros segmentos
 segmentos tornam-se domínios de colisão separados
switch
domínio
de colisão
hub
domínio de colisão
hub
domínio de colisão
hub
5: Camada de Enlace 5a-39
Switches: acesso dedicado
 Switch com diversas interfaces
 Hosts têm conexão direta com o
switch
 Sem colisões; full duplex
Comutação: A-para-A’ e B-para-B’
simultaneamente, sem colisões
A
C’
B
switch
C
B’
A’
5: Camada de Enlace 5a-40
Rede Institucional/corporativa
para a rede
externa
servidor de mail
servidor web
roteador
switch
subrede IP
hub
hub
hub
5: Camada de Enlace 5a-41
Switches vs. Roteadores
 ambos são dispositivos do tipo armazena-e-encaminha
 roteadores: dispositivos da camada de rede (examinam os
cabeçalhos da camada de rede)
 switches são dispositivos da camada de enlace
 roteadores mantêm tabelas de roteamento, implementam algoritmos
de roteamento
 switches mantêm tabelas de comutação, implementam filtragem,
algoritmos de aprendizado
5: Camada de Enlace 5a-42
Controle de Enlace de Dados Ponto a Ponto
 um transmissor, um receptor, um canal: mais fácil que um
canal de difusão:
sem controle de acesso ao meio (MAC)
sem necessidade de endereçamento MAC
explícito
ex.: canal discado, canal ISDN/RDSI
 protocolos de enlace ponto a ponto populares:
PPP (point-to-point protocol)
HDLC: High level data link control - Controle de
Enlace de Dados de Alto Nível (enlace de dados
era considerado “alto nível” na pilha de
protocolos”)
5: Camada de Enlace 5a-43
Quadro de Dados do PPP
 Flag: delimitador (enquadramento)
 Endereço: não faz nada (apenas uma opção)
 Controle: não faz nada; no futuro pode ter múltiplos campos
de controle
 Protocolo: protocolo da camada superior para o qual o quadro
deve ser entregue (ex.: PPP-LCP, IP, IPCP, etc)
5: Camada de Enlace 5a-44
Quadro de Dados do PPP
 info: dados da camada superior que estão sendo
transportados
 verificação (check): código de redundância cíclica para
verificação de erros
5: Camada de Enlace 5a-45
ATM e MPLS
 ATM e MPLS são redes separadas com tudo o que
têm direito!
modelos de serviços, endereçamento e
roteamento diferentes dos usados na Internet
 vistos pela Internet como sendo um enlace lógico
interconectando roteadores IP
da mesma forma que um enlace discado é na
verdade parte de uma rede separada (a
telefônica)
5: Camada de Enlace 5a-46
ATM: Asynchronous Transfer Mode
 padrão de alta velocidade dos anos 1990’s/00 (155Mbps a
622 Mbps e superiores) arquitetura da RDSI-FL (Broadband
Integrated Service Digital Network)
 Objetivo: transporte fim-a-fim integrado para voz, vídeo e
dados
 atendendo os requisitos de sincronismo e QoS para voz e
vídeo (versus o modelo de melhor esforço da Internet)
 “próxima geração” da telefonia: raízes técnicas no mundo
da telefonia
 Comutação de pacotes (pacotes de comprimento fixos,
denominados de “células”) usando circuitos virtuais
5: Camada de Enlace 5a-47
Arquitetura ATM
 camada de adaptação: apenas nas bordas de uma rede ATM
 segmentação e remontagem dos dados
 analogia com a camada de transporte da Internet
 camada ATM: camada de “rede”
 comutação de células, roteamento
 camada física
5: Camada de Enlace 5a-48
ATM: camada de rede ou de enlace?
Visão: transporte fim-a-fim:
“ATM entre mesas de
trabalho”
ATM é uma
tecnologia de rede
Realidade: usada para
conectar roteadores de um
backbone IP
rede
ATM
rede
IP
“IP sobre ATM”
ATM como uma
camada de enlace
comutada,
conectando
roteadores IP
5: Camada de Enlace 5a-49
X.25 e Frame Relay
 Tecnologias de Longa Distância (como ATM); também, ambos
orientados a Circuito Virtual, como ATM
 X.25 foi criado nos anos 70, com o apoio das Operadoras de
Telecomunicações, como resposta à tecnologia de datagrama da
ARPANET (guerra religiosa.)
 Frame Relay surgiu da tecnologia RDSI (no final dos anos 80)
 Tanto X.25 como Frame Relay podem ser usados para
transportar datagramas IP; por isto, são vistos como Camadas
de Enlace pela camada de protocolo IP (e, portanto, são tratados
aqui neste capítulo)
5: Camada de Enlace 5a-50
MultiProtocol Label Switching (MPLS)
 Comutação de rótulos multiprotocolo
 Objetivo inicial: acelerar o encaminhamento IP através do
uso de rótulo de comprimento fixo (ao invés de endereço IP)
 empresta idéias da abordagem de circuitos virtuais (CVs)
 mas os datagramas ainda mantêm o endereço IP!
cabeçalho
PPP ou Ethernet
Cabeçalho
MPLS
rótulo (label)
20
cabeçalho
IP
restante do quadro
Exp S TTL
3
1
5
5: Camada de Enlace 5a-51
Redes Sem Fio e Móveis
5: Camada de Enlace 5a-52
Elementos de uma rede sem fio




Infra-estrutura
da rede
Hosts sem fio
laptop, PDA, IP phone
Rodam Aplicações
podem ser móveis ou não
 “sem fio” nem sempre
significa mobilidade
5: Camada de Enlace 5a-53
Elementos de uma rede sem fio
Infra-estrutura
da rede
 estação base
 Tipicamente conectada
a uma rede c/ fio
 Responsável pela
comunicação entre os
hosts móveis da sua
área e os hosts das
redes infraestruturadas
 e.g., cell towers e
802.11 access points
5: Camada de Enlace 5a-54
Elementos de uma rede sem fio
Infra-estrutura
da rede
 enlace sem fio
 usado para conectar os
disp. móveis às estações
base
 Usado como enlace de
backbone
 Controlado por
protocolos de múltiplo
acesso
 Várias taxas de
transmissão e distâncias
máximas
5: Camada de Enlace 5a-55
Elementos de uma rede sem fio
Infra-estrutura
da rede
 Modo Infra-estruturado
 Estação base conecta os
disp. móveis na rede com
fio
 handoff: disp. móvel
muda de estação base,
se conectando à nova
rede com fio
5: Camada de Enlace 5a-56
Elementos de uma rede sem fio
 Modo Ad hoc
 não existem estações base
 nós podem transmitir para
outros somente dentro de
uma determinada
cobertura
 nós se organizam em uma
rede e o roteamento só
pode ser feito entre eles
5: Camada de Enlace 5a-57
Características de enlaces sem fio
 Diferenças para os enlaces com fio:
Decremento na potência do sinal: sinais de rádio
se atenuam ao longo do caminho (path loss)
Interferência de outras fontes: freqüências
padronizadas para redes sem fio (por ex. 2.4
GHz) são compartilhadas por outros disp. (por
ex., telefone); motores também interferem
Propagação multipath: sinal de rádio reflete em
obstáculos terrestres, chegando no destino com
pequenas diferenças de tempo
  Faz da comunicação sobre um enlace sem fio (mesmo um
ponto a ponto) muito mais difícil
5: Camada de Enlace 5a-58
Características das redes sem fio
 A existência de múltiplos transmissores e receptores
sem fio cria problemas adicionais, que vão além do
múltiplo acesso:
C
A
B
A
B
 Probl. terminal escondido
 B, A escutam um ao outro
 B, C escutam um ao outro
 A, C não podem escutar um ao
outro  A e C não podem prever
uma interf. em C
C
C’s signal
strength
A’s signal
strength
space
 Atenuação do sinal:




B, A escutam um ao outro
B, C escutam um ao outro
A, C não podem escutar um ao
outro  interf. em C
5: Camada de Enlace 5a-59
IEEE 802.11 Wireless LAN
 802.11b
 2.4-5 GHz unlicensed
radio spectrum
 up to 11 Mbps
 direct sequence spread
spectrum (DSSS) in
physical layer
• all hosts use
same chipping
code
 widely deployed, using
base stations
 802.11a
 5-6 GHz range
 up to 54 Mbps
 802.11g
 2.4-5 GHz range
 up to 54 Mbps
 All use CSMA/CA for
multiple access
 All have base-station and
ad-hoc network versions
5: Camada de Enlace 5a-60
IEEE 802.11 LAN - arquitetura
Internet
AP
hub, switch
ou roteador
BSS 1
AP
 Um host sem fio se comunica
com a estação base
 estação base = access
point (AP)
 Basic Service Set (BSS)
(“célula”):
 no modo infra-estruturado
contém:
• Hosts sem fio
• access point (AP):
estação base
 no modo ad hoc: somente
hosts sem fio
BSS 2
5: Camada de Enlace 5a-61
IEEE 802.11: múltiplo acesso
 Evita colisões (CSMA/CA) (Collision Avoidance) dois ou mais nós
transmitindo ao mesmo tempo
 802.11: CSMA – “escuta” o meio antes de transmitir
 para não colidir com outras transmissões em andamento
 802.11: não realiza detecção de colisão!
 Dificuldade de receber (“escutar” colisões) quando está transmitindo
devido à fraqueza dos sinais recebidos (fading)
 Não pode escutar todas as colisões: terminal escondido, fading
A
C
A
B
B
C
força do
sinal de C
força do
sinal de A
espaço
5: Camada de Enlace 5a-62
IEEE 802.11: Evitando colisões
idéia: permitir ao emissor reservar o canal ao invés de realizar um acesso
aleatório dos quadros, evitando colisões de quadros longos
 Emissor primeiramente envia pequenos pacotes de controle request-to-send
(RTS) para o AP usando o CSMA, mas que é ouvido por todas as estações ao
seu alcance (inclusive o AP)
 Obs: os pacotes RTS podem ainda colidir uns com os outros, mas
como eles são pequenos, não causam longos atrasos
 AP envia um pct clear-to-send (CTS) para todas as estações que estão ao
seu alcance, em resposta ao RTS
 Emissor transmite o quadro de dados
 Outras estações bloqueiam suas transmissões
Evita completamente as colisões de quadros
de dados usando pequenos pcts de reserva!
5: Camada de Enlace 5a-63
Evitando Colisões: troca de RTS-CTS
A
B
AP
Colisão de RTSs
DATA (A)
bloqueio
tempo
5: Camada de Enlace 5a-64