Tecnologia da Ethernet

CCNA 1
Conceitos Básicos de Redes
Módulo 7
Tecnologia da Ethernet
Ethernet a 10 e 100 Mbps
Tipos de Ethernet
Todas as verões da Ethernet têm:
Endereçamento MAC.
Formato das tramas idêntico.
Utilizam o protocolo CSMA/CD.
Parâmetros da Ethernet a 10 Mbps
Parâmetros comuns a todas as versões da Ethernet
a 10 Mbps - 10BASE2, 10BASE5 e 10BASE-T
Formato das Tramas Ethernet
Codificação Manchester
10BASE5
10BASE5
utiliza codificação Manchester.
Cada segmento pode ter no máximo 500 metros.
Pode haver no máximo 5 segmentos ligados por repetidores.
Utiliza cabo coaxial grosso, pesado e difícil de instalar
Um único cabo coaxial implica que apenas uma estação pode
transmitir de cada vez, caso contrário, ocorrerá uma colisão.
Funciona em half-duplex.
Regra 5-4-3
5 segmentos no máximo.
4 repetidores
Só 3 segmentos podem ter estações ligadas.
10BASE2
Taxa de transmissão de 10 Mbps.
Cabo mais fino, mais leve e flexível.
Mais económica e fácil de instalar que a 10BASE5
Não necessita de hubs.
Utiliza codificação Manchester.
Conectores BNC.
Cada segmento de cabo pode ter no máximo 185 metros.
Apenas uma estação pode transmitir por vez, caso contrário
ocorrerá uma colisão.
Transmissão half-duplex.
Podem haver até 30 estações por segmento.
Segue a regra 5-4-3.
10BASE2
10BASE-T
Cabo mais fino, mais leve e flexível.
Utiliza cabo UTP Categoria 3 ou superior.
Mais barato e mais fácil de instalar que o cabo
coaxial.
Topologia física em estrela.
Ponto central constituído por um hub.
Transmissão half-duplex com hubs, full-duplex com
switches.
Utiliza codificação Manchester.
Comprimento máximo do cabo, 100 metros.
90 metros para a cablagem horizontal;
10 metros para os cabos de ligação (chicotes).
A cablagem das fichas deve ser feita de acordo com
as normas T568-A ou T568-B.
Cablagem e Arquitectura da 10BASE-T
Os dispositivos 10BASE-T estão normalmente
ligados a um hub ou um switch.
Os hubs são repetidores multiporta
Não dividem os segmentos de rede em domínios
de colisão separados.
As bridges e switches dividem uma rede em vários
domínios de colisão.
Distância máxima entre switches, 100 metros.
Os hubs não devem ser interligados.
Se necessário, devem ser ligados em árvore.
O desempenho da rede piora com o aumento do
número de repetidores.
Aumenta a probabilidade de ocorrência de
colisões.
Cablagem e Arquitectura da 10BASE-T
Ethernet a 100 Mbps
Conhecida como Fast Ethernet.
Cabo UTP – 100BASE-TX
Fibra óptica multimodo – 100BASE-FX
Tempo de bit, 10 ns.
Formato das tramas é o mesmo das tramas a 10
A única diferença entre a Ethernet
Mbps.
e a Fast Ethernet é o tempo de bit
Não se podem interligar hubs.
Utiliza codificação 4B/5B.
100BASE-TX
Utiliza cabo UTP de Categoria 5.
Transmissão em half-duplex com
hubs ou full-duplex com switches.
Codificação 4B/5B
Cada octetos de informação é
separado em dois conjuntos de
quatro bits (nibbles);
Cada nibble é convertido, de
acordo com uma tabela, em
conjuntos de 5 bits.
Octeto 0Eh
Nibble 0 – 11110 em 4B5B
Nibble E – 11100 em 4B5B
O ritmo de transmissão no
cabo é na realidade 125 Mbps.
Tabela de Codificação 4B5B
Data
(Hex)
0
(Binary
)
0000
4B5B
Code
11110
1
0001
01001
2
0010
10100
...
...
...
D
1101
11011
E
1110
11100
F
1111
11101
100BASE-TX
Codificação MLT3
São utilizados 3 níveis de voltagem.
0 binário – não existe transição
1 binário – existe transição.
100BASE-FX
São utilizadas fibras ópticas multimodo.
Utilizada em backbones.
Utilizada em ambientes com muito ruído.
Temporização e formato das tramas igual à
100BASE-TX.
Utiliza codificação 4B/5B.
São utilizadas fibras separadas para
transmissão e recepção.
100BASE-FX
Codificação NRZI
Arquitectura da Fast Ethernet
Ligações Fast Ethernet
As estações são ligadas a um hub ou switch
hub – repetidor multiporta
switch – bridge multiporta
Comprimento máximo dos cabos, 100 metros
Hubs
Hub I – até 140 bits (tempos de bit) de latência
(atraso).
Hub II – até 96 bits de latência.
Num Hub de Classe II, todos os segmentos têm de
ter a mesma velocidade (10 ou 100 Mbps).
Podem existir no máximo dois Hubs classe II.
Interligados por um cabo com um comprimento
máximo de 5 metros.
Arquitectura da Fast Ethernet
Distâncias permitidas
As ligações 100BASE-TX podem ter distâncias, sem
repetidores, até 100 m.
A introdução de switches diminuiu a importância
deste limite.
Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet
Ethernet a 1 000 Mbps
Norma IEEE 802.3z – Gigabit Ethernet sobre fibra
óptica.
Norma IEEE 802.3ab – Gigabit Ethernet sobre
cabo UTP Categoria 5 ou superior.
Gigabit
Ethernet
Ethernet a 1 000 Mbps
1000BASE-TX, 1000BASE-SX e 1000BASE-LX
Utilizam os mesmos parâmetros de temporização.
Tempo de bit de 1 ns.
A trama Gigabit Ethernet possui o mesmo formato da
Ethernet a 10 e a 100 Mbps.
Gigabit
Ethernet
Fast Ethernet
1000BASE-T
Projectada para funcionar sobre cabos UTP Categoria 5 que
passem nos teste de certificação de cabos de Categoria 5e.
Os dispositivos podem baixar a sua velocidade de modo a serem
compatíveis com dispositivos 10BASE-T e 100BASE-TX.
São utilizados os 4 pares de fios.
O ritmo por par de fios é reduzido para 250 Mbps.
Utilizando codificação 4D-PAM5, cada dois bits são
codificados num símbolo de 5 níveis de voltagem.
O ritmo é agora de 125 Mbps por par de fios igual ao ritmo
de uma rede 100BASE-T.
É transmitida e recebida informação simultaneamente pelos
pares de fios o que permite funcionamento em full-duplex.
Resulta numa colisão permanente nos pares de fios.
Com o recurso a técnicas especiais consegue-se eliminar o
efeito destas colisões.
1000BASE-T
1000BASE-SX e 1000BASE-LX
Camadas Gigabit Ethernet
1000BASE-SX e 1000BASE-LX
Codificação 8B/10B.
Cada octeto é convertido numa sequência
de 10 bits.
Cada grupo de 10 bits deve ter uma das
seguintes características:
seis uns e quatro zeros;
cinco uns e cinco zeros;
quatro uns e seis zeros.
Limita o número de uns e zeros
consecutivos.
1000BASE-SX e 1000BASE-LX
Os sinais são inseridos na fibra sob a forma de impulsos luminosos.
1000BASE-SX
Fontes de luz de comprimento de onda curta
Laser de 850 nm ou um LED
Fibra óptica multimodo.
Mais económica, mas é limitada por distâncias mais reduzidas.
1000BASE-LX
Fontes de luz de comprimento de onda longa
Laser de 1310 nm
Fibra óptica monomodo ou multimodo.
Laser usado com fibra monomodo pode alcançar distâncias até 5 000
metros.
Ligar e desligar um LED ou laser é um processo relativamente lento.
0 lógico - luz de baixa potência
1 lógico – luz de alta potência.
Ligação full-duplex.
São utilizadas fibras separadas para transmissão (Tx) e recepção (Rx).
1000BASE-SX e 1000BASE-LX
Arquitectura da Gigabit Ethernet
Distâncias máximas para 1000BASE-SX
Distâncias máximas para 1000BASE-LX
Monomodo
erro
Ethernet a 10 Gbps
Norma IEEE 802.3ae – Ethernet a 10 Gbps fullduplex através de cabos de fibra óptica.
A 10-Gigabit Ethernet (10GbE) já não se limita às
LANs estando a evoluir para as MANs e WANs.
As normas permitem distâncias até 40 Km sobre
fibra monomodo
O Formato das tramas é idêntico o que permite uma
fácil interligação com todas as variedades de Ethernet
sem conversões de tramas ou de protocolos.
Compatível com redes SONET (Synchronous Optical
Network) e SDH (Synchronous Digital Hierarchy).
Tempo de bit de 0,1 nanossegundo.
Não é necessário o CSMA/CD, já que são usadas
apenas ligações em fibra.
Ethernet a 10 Gbps