Ethernet

Gil Pinheiro – UERJ-FEN-DETEL-ETHERNET
O Padrão IEEE 802.3
(Ethernet)
Gil Pinheiro
UERJ-FEN-DETEL
Interface Física –
10/100Mbps
• O acoplamento indutivo melhora a rejeição de ruído (ruído de
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modo comum)
• Também elimina a componente DC
• Interface Ethernet 10/100 Mbps (10BaseT e 100BaseT), par
trançado UTP com impedância característica de 100 Ohms,
conector RJ-45
DTE e DCE
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• Os nós de uma rede podem ser de
dois tipos:
– Data terminal equipment (DTE)—São
dispositivos geradores ou destinatários finais
dos pacotes de dados. DTEs são tipicamente
PCs, estações de trabalho, servidores de
arquivos, impressoras de rede, etc. Todos com
a característica de estação destinatária.
– Data communication equipment (DCE)—
Dispositivos intermediários de rede, que
recebem e retransmitem pacotes de dados ao
longo da rede. DCEs podem ser dispositivos
autônomos tais como repetidores,
comutadores (switches) ou roteadores ou
interfaces de comunicação tais como placas de
Categorias de Cabos
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• Determina algumas características de cabos UTP
utilizados em redes Ethernet. A impedância é
sempre de 100 ohms, porém, há outras
características de desempenho, tais como Near
End Crosstalk. São definidos pelo TIA/EIA 568-A
– Categorias 1 e 2 - Não aplicáveis às redes Ethernet
– Categoria 3 – Suporta até 16 MHz. Pode ser usado com
10Base-T
– Categoria 4 – Suporta até 20 MHz. Pode ser usado com
10Base-T
– Categoria 5 – Suporta até 100 MHz. Pode ser usado
com 10Base-T, 100Base-T4, 100Base-T2 e 100Base-TX
– Categoria 5e – A categoria 5e (ou "Enhanced Cat 5") é
um padrão que excede o Cat 5 em desempenho,
suportando freqüências até 100 MHz. Também suporta
10Base-T, 100Base-T4, 100Base-T2 e 100BaseTX
– Categoria 6 - Suporta freqüências até 250 MHz, suporta
Ethernet de 1 Gbps
– Categoria 7 – Padrão proposto para freqüências de até
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Cabo Normal x Cruzado
• Cabo Normal:
– DTE x DCE
• Cabo Cruzado
(crossed):
– DCE x DCE
– DT x DTE
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O Conector RJ-45
• O conector RJ-45 tem sido usado em redes
até 1 Gbps
• A utilização dos pares do cabo muda com
a velocidade de transmissão
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A Sub-Camada MAC
• A sub-camada MAC-Client pode ser:
– A sub-camada LLC: se o nó é um DTE, a sub-camada
LLC permite interfacear com as camadas superiores do
nó DTE A sub-camada LLC é definida pelo padrão
IEEE802.2
– Uma bridge: se o nó for um DCE, as bridges provêem
interligação entre redes que usam o mesmo protocolo
na camada de enlace, como duas redes Ethernet ou
entre Ethernet e outros protocolos previstos no padrão
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A Interface Padrão Ethernet
A Sub-Camada MAC
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• Responsável por:
– Encapsulamento dos dados: montagem
do quadro, interpretação do quadro,
detecção de erros durante e após a
recepção
– Controle de acesso ao meio: incluindo
delimitação dos quadros, recuperação
de uma falha de transmissão
Tarefas da Camada MAC
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• A sub-camada LLC envia requisição de
envio de quadro à camada MAC contendo
o endereço MAC de destino e os dados a
serem enviados. Então, a sub-camada
MAC:
– Insere os campos PR, SFD
– Insere os campos DA e SA
– Os bytes de dados são inseridos no campo
Data e a quantidade de bytes é inserida no
campo Length, se houverem menos de 46
bytes, são inseridos bytes de enchimento
– É calculado o CRC do quadro,usando DA, SA,
Length e Data e é colocado no fim do quadro
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O Quadro IEEE 802.3
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O Quadro IEEE 802.3
• Preâmbulo (PR) – consiste em 7 bytes, com
uma seqüência alternada de 0 e 1, que avisa que
um quadro está chegando e provê a
sincronização dos relógios de transmissão e
recepção
• Start of Frame Delimiter (SFD) – Consiste em
1 byte, com uma seqüência alternada de bits 0 e
1 e dois últimos bits iguais a 1. Indicando que o
próximo byte é o início do endereço de destino
• Destination Address (DA) – Consiste em 6
bytes, identificando o endereço de destino do
quadro. O bit mais significativo (se igual a 0)
indica se o endereço é individual ou de grupo
(igual a 1). O bit seguinte indica se o endereço é
globalmente (=0) ou localmente administrado
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O Quadro IEEE 802.3
• Source Address (SA) – Consiste em 6 bytes,
identificando o endereço de origem, sempre um
endereço individual, com o bit mais significativo
sempre 0
• Length/Type – Consiste em 2 bytes, indicando a
quantidade de bytes no campo de dados ou a
identificação do tipo de quadro. Se o valor for
igual ou menor que 1500, indica o tamanho do
campo de dados. Se for maior ou igual a 0x800
hex, indica um tipo do quadro opcional
(EtherType)
• Data – É uma seqüência de bytes de qualquer
valor, com até 1500 bytes de comprimento. Se a
quantidade de bytes a ser enviada for inferior a
46 bytes, este campo deve ser preenchido até
completar 46 bytes.
Endereçamento MAC
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• O endereço de acesso ao meio (MAC
address) é construído conforme a
seguir:
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Endereçamento MAC
• O endereço MAC é administrado pelo IEEE
se for de administração global. É
composto de duas partes: os campos OUI
e o NIC Specific
• OUI (Organizationally Unique Address)
define o código do fabricante da interface
(placa) de rede
• NIC Specific define o número de série da
interface de rede do fabricante
• O endereço MAC é único no mundo,
quando o bit 2 do Byte 6 (mais
significativo) for = 0 (globally unique),
sendo administrado pelo IEEE. Se este bit
Endereçamento MAC
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• O endereço MAC pode ser usado
para endereçar um quadro IEEE
802.3 conforme a seguir:
– UNICAST: um DTE se comunica com
outro DTE
– MULTICAST: um DTE envia mensagem a
um grupo restrito de DTEs de uma rede
– BROADCAST: um DTE envia mensagem
a todos os DTEs de uma rede
Unicast
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switch
• UNICAST: Um DTE envia um quadro a outro DTE
da rede, o campo Destination Address define o
endereço MAC do DTE de destino
Multicast
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switch
O switch replica o
quadro aos DTEs
do grupo
•
MULTICAST : Um DTE envia um quadro a um grupo de DTEs
na rede, o campo Destination Address define o endereço de
um grupo de DTEs da rede. O endereço MAC é um
endereço de grupo se o Bit1 do Byte 6 for = 1 (Multicast).
Nesse caso, um DTE atende com o seu endereço individual
(UNICAST) e de grupo MULTICAST
• Faixa de endereços multicast: 01-00-5E-00-00-00 a 01-00-
Endereçamento MAC
Multicast
Endereço IP Multicast
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Endereço MAC Multicast
Mapeamento de endereço IP Multicast para endereço MAC Multicast
Broadcast
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switch
O switch replica o
quadro aos DTEs
da rede
• BROADCAST : Um DTE envia um quadro a todos
os DTEs na rede, o campo Destination Address
possui o valor reservado FF:FF:FF:FF:FF
(Broadcast). Nesse caso, um DTE atende com o
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O Campo LEN/Type
• Além de definir o comprimento, o campo
Len/Type pode definir o tipo de quadro.
• É usado para definir o comprimento
(LENGTH) do campo Data, quando seu
valor for menor do que 0x800 hex.
• É usado para definir o tipo de quadro
(Ethertype) quando for maior ou igual a
0x800 hex.
• Quando Len/Type for utilizado para definir
o tipo de quadro (Ethertype), o
comprimento será definido na camada 3.
• Há uma codificação, padronizada pelo
IEEE, de valores para esse campo
(Ethertype).
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O Campo EtherType Exemplos
Exemplos de uso do
EtherType
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Quadro 802.1q (VLAN) – Type = 8100
Quadro IP – Type = 0800
Datagrama IP
Type = 0800
Práticas
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• Mostrar pacotes da MV ao PC com
Wireshark
– Quadro Broadcast (ICMP)
– Usando “ping” – filtro ICMP
– Usando programa “sendraw” – filtro
endereço MAC - SA = MV
– Quadro Unicast
O Controle de Acesso
CSMA/CD
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• O CSMA/CD é um protocolo de acesso ao
meio, conforme a seguir:
– Carrier Sense – Verificação de portadora,
cada estação escuta o meio antes de iniciar a
sua transmissão, para verificar se há outra
transmitindo
– Multiple Access – Acesso múltiplo, cada
estação pode transmitir a qualquer momento,
se a rede estiver livre (sem portadora)
– Collision Detection – Detecção de colisão, se
duas estações transmitirem ao mesmo, o sinal
na rede ficará ininteligível. Para detectar a
colisão, durante a transmissão, cada estação
compara o seu sinal transmitido com o
A Detecção de Colisão
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• Quando ocorre uma colisão entre
duas estações distantes na rede,
podemos analisar os eventos
imediatamente antes dessa colisão
ocorrer:
– Uma estação A inicia a sua transmissão
– Alguns instantes depois, uma outra
estação B também inicia a sua
transmissão, mas logo detecta que
houve uma colisão
– A estação A só detecta a colisão
instantes após da estação B
A Detecção de Colisão
Quadro da estação A
R
R
Colisão
R
A
B
Quadro da
estação B
Rede de comprimento L
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•
•
•
•
•
A estação B detecta a colisão e logo pára de transmitir,
sabendo que seu quadro colidiu, mas o sinal na rede já está
corrompido
A “colisão” (seqüência de bits não inteligíveis) se propaga
na rede até a estação A
A estação A somente saberá que o seu quadro gerou uma
colisão, se detectar que a colisão ocorreu enquanto estava
transmitindo o seu quadro
Então, existe um comprimento (ou duração) de quadro
mínima, que possibilita a detecção da colisão. Abaixo desse
limite, a colisão não será detectada pela estação, mais
distante, que a gerou
Este comprimento de quadro mínimo está associado a um
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Os Limites para a Operação
em Half Duplex
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O Quadro GigaBit Ethernet
• O quadro deve ser aumentado, através do
campo Extension, para possibilitar a
detecção de colisão. Após a recepção, o
campo é retirado pela camada de enlace
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Principais Suplementos do IEEE
802.3
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Evolução do Padrão 802.3
10Base5
•
•
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•
•
•
•
•
•
1º Padrão Ethernet
10Base5 significa 10 Mbps de velocidade de transmissão,
banda BASE, segmento de 500 m
Sinal com codificação Manchester
Meio físico - cabo coaxial grosso de 50 Ohms
Conectores coaxiais do tipo N
Opera em Half-duplex, podendo haver colisões entre
estações no meio
Vantagem: bastante confiável, devido a robustez do meio
físico, novas estações são acrescentadas através de
derivações (conector “vampiro”)
Desvantagens: meio físico pesado e pouco flexível, meio
físico compartilhado dificulta o isolamento de problemas,
taxa de transmissão limitada, half-duplex, a colisão limita o
desempenho em altas demandas de tráfego (protocolo não
determinístico – CMSA/CD)
Instalação 10Base5
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• Utiliza um
transceptor
(MAU) por nó
de rede
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AUI (Attachment Unit
Interface)
• Conecta uma placa de rede a um
transceptor
• Comprimento máximo de 50m
• Usada extensivamente no padrão
10Base2
•
•
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•
•
•
•
•
•
2º Padrão Ethernet
10Base2 significa 10 Mbps de velocidade de transmissão,
banda BASE, segmento de 185 m
Sinal com codificação Manchester
Meio físico - cabo coaxial fino (RG-59) de 50 Ohms
Conectores coaxiais do tipo BNC
Opera em Half-duplex, podendo haver colisões entre
estações no meio
Vantagem: meio físico bastante flexível e de fácil
instalação, menor custo que 10Base5 ao dispensar
transceptores
Desvantagens: meio físico compartilhado dificulta o
isolamento de problemas, taxa de transmissão limitada,
half-duplex, a colisão limita o desempenho em altas
demandas de tráfego (protocolo não determinístico –
CMSA/CD), topologia de conexões em série limita o
cabeamento na instalação, expansão mais difícil que
10Base5 pois precisa parar a rede
Camada Física do Padrão
IEEE802.3 - Subcamadas
•
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•
Subcamadas do padrão
IEEE 802.3 para os
modos 10BaseT,
100BaseT e 1000BaseT
Os modos de 10, 100 e
1000 Mbps também são
conhecidos como:
– 10 Mbps – Ethernet
– 100 Mbps – Fast
Ethernet
– 1000 Mbps – Gigabit
Ethernet
•
GMII - Gigabit medium independent interface
O padrão mais recente
(2002): 10 Gbps – 10
Gigabit Ethernet
Códigos de Linha
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• São códigos utilizados para a
transmissão de dados digitais,
utilizando sinais digitais ou
analógicos.
• Alguns tipos de código de linha
– RZ (Return to Zero)
– NRZ (Non Return to Zero)
– NRZI (Non Return to Zero Inverted)
– MLT-3 (Multi Level – 3)
– Manchester
– Manchester Diferencial
Códigos de Linha
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• Para a transmissão eficiente de informação
através do meio físico o sinal deve possuir
algumas características
• São características desejáveis de um código de
linha:
– Fornecer boa relação sinal x ruído
– Obter uma distribuição espectral do sinal adequada,
sinais com espectro mais concentrado geram maior
interferência eletromagnética (EMI) em outros sistemas,
cross-talk
– Ausência de componente DC em sistemas que
demandem transmissão por RF, fibra ótica ou
acoplamento por transformador
– A componente DC também requer sinais de maior
potência, devendo ser evitada sempre que possível
– Simplicidade e baixo custo
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Código de Linha NRZ
(Non Return to Zero)
•
•
•
•
•
•
É o código mais simples, consiste num sinal de linha (+E,0)
que corresponde ao nível lógico (0 ou 1)
Só ocorre transição na linha se o bit a ser transmitido mudar
A sincronização dos relógios é mais difícil em longas
seqüências de bits, pela ausência de transições intermediárias
Não há diferença entre uma seqüência de bits 0 e a linha em
repouso (Idle)
Possui um valor DC diferente de zero, isso é ruim quando é
necessário isolamento galvânico, usual em redes Ethernet
Codificação pouco eficiente em termos de espectro de
freqüência
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Código de Linha NRZI
(Non Return to Zero Inverted)
•
•
•
•
•
Só ocorre transição na linha se o bit a ser transmitido for 1,
com nível 0 a linha permanece inalterada
Esse código resolve a questão de uma longa seqüência de bits
1 sem transições
Não há diferença entre uma seqüência de bits 0 e a linha em
repouso (Idle)
Possui um valor DC diferente de zero, isso é ruim quando é
necessário isolamento galvânico, usual em redes Ethernet
Codificação pouco eficiente em termos de espectro de
freqüência
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Código Manchester
•
•
•
Os bits de dados são codificados nas transições do sinal (Nível
0 – Transição 0/1, Nível 1 – Transição 1/0)
Esse código resolve a questão de uma longa seqüência de bits
1 ou 0 sem transições, pois ocorre uma transição a cada bit
Esquema de codificação de linha da Ethernet de 10Mbps (10
Base T)
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Código de Linha RZ (Return
to Zero)
• A cada bit, o sinal de linha retorna a zero
• Há uma transição na linha mesmo se o bit a ser
transmitido não mudar
• Possui uma eficiência de codificação de 1 bit/baud,
para cada 2 bits (baud) requer 2 transições
• A máxima freqüência de sinalização é igual a taxa de
transmissão (baud rate)
• Possui um valor DC diferente de zero, isso é ruim
quando é necessário isolamento galvânico, usual em
redes Ethernet
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Código MLT-3 (Multi Level –
3)
•
•
•
Código com 3 níveis de tensão (-1,0,+1)
Utilizado no padrão 100Base-TX
Similar ao código NRZ
– Bit 0 – mantém estado anterior
– Bit 1 – inverter estado anterior
•
•
Possui uma eficiência de codificação de 1 bit/baud, porém,
requer 4 transições (baud) para completar um ciclo
completo (-1/0, 0/+1, +1/0,0/-1)
A máxima freqüência de sinalização é ¼ da taxa de
transmissão (baud rate). Exemplo: sinal de 25MHz numa
taxa de 100 Mbps (100BASE-TX)
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O Código 4B/5B
• É um código de grupo de bits, que
transforma um conjunto de 4 bits de dados
num código de 5 bits na transmissão (e ao
contrário na recepção)
• Adiciona mais 16 códigos aos 16 códigos
de dados (de 4 bits), possibilita a
existência de códigos de controle (início
de quadro Ethernet)
• A freqüência do sinal também aumenta
após o 4B/5B
• Por exemplo, o byte A5 será codificado
como:
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O Código 4B/5B
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O Chip Intel 82562ET
•
•
•
•
Controlador conforme o padrão IEEE 802.3, modos 10BASE-T e
100BASE-TX
Autonegociação conforme IEEE 802.3u
Controle de equalização digital adaptativa
Operação no modo 100BASE-TX
– Codificação 4B/5B
– Os símbolos 5B são serializados e transmitidos a uma taxa de 125 Mbps,
utilizando o código de linha MLT-3, o qual é transmitido no cabo par
trançado (UTP ou STP)
– Portanto, com o MLT-3, a taxa de sinalização máxima será de 31,25MHz
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Camada Física do IEEE 802.3
em
10/100 Mbps Chip KS8721CL
Conector
RJ-45
Camada Física do IEEE
802.3 em
10/100 Mbps
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Operando
a 100 Mbps
Conector
RJ-45
Camada Física do IEEE
802.3 em
10/100 Mbps
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Operando
a 10 Mbps
Conector
RJ-45
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Codificações
Manchester, NRZI e MLT3
No Padrão 100 Mbps
• No canal de transmissão
– Taxa de transmissão: 100 Mbps
– Após conversão 4B/5B: 100 x 5/4 = 125 Mbps
– Após conversão 5B/MLT3: 125 / 4 = 31,25 MHz
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• Conclusão:
– A taxa de transmissão é de 100 Mbps, porém a
taxa de sinalização (máxima) é de 31,25 MHz.
– Vantagens no uso do MLT-3: ao trabalhar com
menores freqüências a atenuação dos cabos
de rede é menor, a emissão de interferência
eletromagnética é menor e permite o uso de
cabos mais baratos
No Padrão 10 Mbps
• No canal de transmissão
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– Taxa de transmissão: 10 Mbps
– Após codificação Manchester: 10 x 2 =
20 MHz
• Conclusão: a taxa de transmissão é
de 10 Mbps, porém a taxa de
sinalização (máxima) é de 20 MHz.
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Equalização Adaptativa
• Com a transmissão de dados em alta
velocidade, a atenuação nos cabos com a
freqüência torna-se um problema. Em operação
normal, o conteúdo harmônico do sinal pode
variar muito, devido a aleatoriedade da forma
de onda do sinal
• Esta variação da intensidade do sinal deve ser
compensada para assegurar a integridade dos
dados recebidos
• Com o aumento do comprimento do cabo de
rede a atenuação aumenta. E como o
comprimento do cabo depende da instalação, é
necessário um circuito auto-adaptativo, que
ajuste a intensidade do sinal recebido,
compensando a atenuação do cabo
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O Circuito Embaralhador
(Scrambler)
• O embaralhador (scrambler) é necessário para que a
radiação emitida pelo cabo de rede esteja dentro dos
limites da legislação de radiação eletromagnética
(EMI) aplicável. Isso é feito através do espalhamento
da energia do sinal no cabo ao longo do espectro de
freqüência
• Após o embaralhamento, a freqüência do sinal fica
aleatoriamente distribuída ao longo de um amplo
espectro de freqüência
• Sem o embaralhador, o sinal estaria mais concentrado
numa faixa de freqüências mais estreita, excedendo o
limite da legislação
• Como a radiação eletromagnética não é problemática
em fibras óticas, esse circuito é desnecessário no
padrão 100BASE-FX
Regra 5-4-3
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• Num segmento de rede Ethernet não
pode haver mais do que:
– 5 segmentos de rede
– 4 repetidores (e/ou hubs)
– 3 mixing segments (segmentos de cabo
coaxial – onde o tráfego de várias
estações pode se misturar, podendo
ocorrer colisão entre várias estações).
Essa regra deixa de existir com
segmentos do tipo par trançado ou fibra
ótica.
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Conversor de Mídia
• É um dispositivo de camada física, que possibilita
a conversão de sinal entre mídias. Geralmente,
converte de fibra ótica para par trançado.
• Com a fibra ótica, é possível estender a distância
das redes, aumentar a imunidade a descargas
atmosféricas / EMI e implementar o isolamento
galvânico entre as áreas conectadas (importante
em sistemas de automação industrial)
Funções de um HUB
Repetidor
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• Um hub repetidor é um dispositivo de
camada Física, que deve atender aos
seguintes requisitos (IEEE 802.3):
–
–
–
–
–
Restaurar a amplitude do sinal
Restaurar a simetria do sinal
Re-temporizar o sinal
Remontar o preâmbulo
Reforçar a colisão em todos os segmentos da
rede
– Estender fragmentos
– Deve atender a regra 5-4-3
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Funções de um HUB
Repetidor
• A arquitetura moderna de redes Ethernet é do
tipo estrela, sendo necessário um Hub para
expandir a rede acima de 2 estações
• Um hub repetidor é voltado para redes Ethernet
de meio físico compartilhado (Half-duplex
Ethernet), onde apenas uma estação pode
transmitir de cada vez, senão ocorrem colisões
• As colisões devem ser detectadas por todas as
estações da rede, para permitir o descarte de
quadros defeituosos e a funcionalidade do
protocolo CSMA/CD.
• Um hub repetidor deve ser transparente para a
rede, por outro lado, deve reforçar as colisões em
todas as portas do hub
• Apesar de ser um equipamento antigo, ainda é
usado em aplicações onde o tempo de resposta é
critico (da ordem de alguns ms). Exemplo:
Funções de um HUB
Comutador (ou Switch)
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• Um hub comutador (switch) permite que
os domínios de broadcast e de colisão
sejam separados
• Um hub comutador (switch) é um
dispositivo de camada de Enlace, que
deve atender aos seguintes requisitos:
– Pode efetuar algumas as funções de um hub
repetidor, exceto reforçar as colisões em
todas as portas
– Deve atuar como um bridge (isolando o tráfego
entre duas ou mais sub-redes), mantendo uma
tabela de endereços de rede em cada porta
– Pode possuir funções de QoS, implementada
através de várias filas de saída (queue)
associadas a cada porta. A prioridade define o
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Arquitetura de um Switch
Ethernet
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Switch Ethernet com funções
de DHCP, PPoE, firewall,
roteador e NAT
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Quando usar um Hub ou
Switch?
Item
Recomendação
Baixo custo
Hub
Baixa latência de dados
Hub
Aplicações simples
Hub
Operação a 100 Mbps
Switches
Operação em Full Duplex
Switches
Auto-negociação
Switches
Grandes distâncias
Switches
Isolamento de tráfego entre
portas
Switches
Analisadores de rede
Hub
Redes Virtuais (VLAN)
•
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•
Quando é necessário expandir redes, uma solução de baixo custo,
bastante utilizada, são as redes virtuais (VLAN = Virtual Local
Area Network)
Justificativa para as VLAN:
– Os quadros de broadcast desempenham diversas funções
indispensáveis ao funcionamento de uma rede. Por exemplo, sempre
que um nó IP deseja encontrar o endereço MAC de um nó de rede, é
gerado um pacote de broadcast ARP (Address Resolution Protocol) do
tipo: “Qual o endereço MAC da máquina com endereço IP x.y.z.w?”.
– Numa rede Ethernet de segmento simples (onde o meio físico halfduplex é compartilhado – ex.: cabo coaxial, hubs), o domínio de
broadcast é o mesmo domínio de colisão. O tráfego de broadcast pode
aumentar bastante a colisão no segmento compartilhado.
– Por outro lado, os vários segmentos Ethernet conectados através de
um switch formam um domínio de broadcast, composto por vários
domínios de colisão.
– Com o uso de switches, cada porta está associada a um DTE, formando
um domínio de colisão de apenas 1 nó. Porém, o domínio de broadcast
pode ter milhares de DTEs. Desse modo, o gerenciamento dessas
“redes planas” pode complicar devido ao tráfego de broadcast. A
segmentação da rede com switches melhora o desempenho da rede na
comunicação Unicast, mas não o faz no tráfego Broadcast
– A solução natural nessas grandes redes é o uso de sub-redes, o que
requer o uso de roteadores, que via de regra, são equipamentos caros
Redes
Virtuais
As VLANs são uma solução de
baixo custo para a ampliação e
segregação de redes, sem
aumento no cabeamento físico.
Porém, perde-se em
disponibilidade do sistema.
Requer switches especiais com
essa funcionalidade.
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Trunk (VLAN Frame)
switch
Cada cor representa
uma VLAN, as VLANs
não se comunicam
entre si, a menos que
haja um roteador
externo ou interno ao
Switch
switch
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O Quadro 802.1q (VLAN Trunk)
Identificador (EtherType) de
que esse quadro está
associado a uma VLAN
Identificador da Rede Virtual
Prioridade
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QoS – Qualidade de Serviço
• A qualidade de serviço é necessária para adequar
o desempenho da rede ao atraso admissível para
uma determinada aplicação
• Um dos problemas do tráfego de redes é a
latência, que é decorrente da espera em filas de
switches (FIFOs), do desempenho aleatório do
tráfego da rede, etc.
• Aplicações de multimídia requerem baixa
latência, da ordem de dezenas de milissegundos
• São definidas classes para os fluxos de dados, ao
passarem pelos switches, os fluxos de maior
prioridade são enviados primeiro num segmento
de rede. Para isso, são criadas filas de saída por
classe de tráfego, para cada segmento de rede.
Arquitetura de um Switch
Ethernet
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Filas de
saída
Tipo de Serviço e Prioridade Exemplos
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Prioridade do
Datagrama IP
Prioridade do Quadro
(VLAN)
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QoS - Classes de Prioridade
(Conforme a IEEE 802.1D)
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QoS - Classes de Prioridade
(Conforme a IEEE 802.1D)
• Quantidade de filas em função da
quantidade de classes disponíveis
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Alimentação de Dispositivos
• PoE: Power over Ethernet, consiste na
alimentação de dispositivos através de cabos de
rede Ethernet
• Compatível com os cabos CAT-5 e com os
padrões 10BASETX e 100BASETX, onde são
utilizados apenas 2 pares do cabo (sinais Rx e Tx)
• Regulamentado pelo padrão IEEE802.3af
• Para dispositivos de baixa potência (Webcam e
sensores)
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Alimentação de Dispositivos
Potência
Consumida
(PD) - Watts
Classes
Estado
Potência Máxima
da Fonte (PSE) Watts
0
Default
15,4
0,44 a 12,95
1
Opcion
al
4
0,44 a 12,95
2
Opcion
al
7
3,84 a 6,49
3
Opcion
proteção
al
15,4
6,49 a 12,95
• Para a
do dispositivos
alimentado
(PD), é
utilizado o método “resistive power discovery”,
que consiste no PSE monitorar a corrente da linha
periodicamente
• Se a corrente for inferior a 5 a 10 mA, o PSE
desliga a alimentação para o dispositivo (PD)
imediatamente, para protegê-lo