Seção: Tutoriais Infraestrutura
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O padrão Ethernet foi desenvolvido por Bob Metcalfe em 1972, seu memorando descreve o sistema de rede Ethernet e o potencial de sua tecnologia que inicialmente utilizava uma rede com uma topologia em barramento com cabos coaxiais e taxa de transmissão de 2,94 Mbps. A Figura 12 é um rascunho da primeira rede Ethernet (PINHEIRO, 2008).
Figura 12: Rascunho da primeira rede Ethernet Fonte: (KUROSE; ROSS, 1999).
Modelo OSI
De acordo com (STALLINGS, 2007), o modelo OSI consiste em sete camadas e foi desenvolvido pela International Organization for Standardization (ISO) e teve como principal objetivo de se tornar um modelo no desenvolvimento dos protocolos de comunicação.
Camada de aplicação
A camada de aplicação corresponde às aplicações no topo da camada OSI que serão utilizadas para promover uma interação entre a máquina-usuário. Fornece acesso aos aplicativos e possibilita o acesso do usuário aos serviços de rede.
Camada de apresentação
A camada de apresentação recebe e converte os dados da camada de aplicação em um formato entendido pelo protocolo, para minimização de interferência.
Camada de sessão
A camada de sessão permite a troca de informações e transmissão de dados entre hosts, caso a rede falhar, é reiniciado a comunicação a partir da última atualização recebida pelo computador receptor.
Camada de transporte;
Responsável por receber dados da camada de sessão, a camada de transporte transforma os dados recebidos em pacotes e enviam para a camada de rede, e no receptor realiza o processo inversamente. Esse fluxo contém o controle, ordenação e correção de possíveis erros, garantido a entrega sem perdas de dados.
Camada de rede
A camada de rede é responsável pelo encaminhamento dos dados através da interligação de redes, endereçamento de pacotes de dados, e conversão de endereços lógicos (IP) em endereços físicos ou MAC. Dentro da mesma, a camada 3 (layer 3) do modelo OSI, é onde trabalham os roteadores, promovendo serviços relacionados ao processo de encaminhamento. (CISCO, 2008)
Camada de enlace de dados
A camada de enlace de dados é responsável pela conversão dos dados de segurança em bits dos pacotes recebidos pela camada de rede e transmitindo através de cabeamento. Depende dos protocolos que entregam desde o transmissor, até ao receptor, em um único enlace.
Camada física.
A camada física é responsável pelo acesso físico da rede, como especificações elétricas e mecânicas, onde é definida as taxas de dados e distancias de transmissão, nível de tensão e conectores físicos. Sua função é a transferência de dados, gerenciamento de conexões e adaptar o sinal lógico em sua transmissão.
A intenção do modelo OSI é de que protocolos sejam desenvolvidos para executar a função de cada camada. A Figura 13 ilustra o modelo OSI e descreve de forma sucinta as funções executadas por cada camada.
Figura 13: Modelo OSI Fonte: (STALLINGS, 2007), modificado pelo autor
Padrão ETHERNET (IEEE 802.3).
O padrão Ethernet é constituído basicamente de três elementos: o meio físico, regras de controle e acesso ao meio e o quadro ethernet. O padrão define também como os dados serão transmitidos através dos cabos de rede e sua função é agrupar os dados recebidos dos protocolos de alto nível como por exemplo o protocolo TCP/IP, para então agrupá-los em quadros e transmiti-los através da rede.
É importante notar que quando os dados são transmitidos em redes locais, chama-se as unidades de dados como quadros, pois precisa-se do endereço MAC do equipamento de origem e do equipamento de destino. Entretanto, se o equipamento de destino não estiver localizado em sua rede local as unidades de dados passarão a chamar-se pacotes, pois o endereço da rede no pacote contém o endereço de destino final para qual os dados serão enviados. (PINHEIRO, 2008)
Padronização
O padrão Ethernet refere-se aos elementos descritos nas camadas 1 e 2 do modelo OSI, ou seja, a camada física e enlace respectivamente. Com o propósito de tratar da complexidade de um padrão as subcamadas podem ser incluídas, e o modelo OSI é uma ferramenta organizacional e explicativa, estão ligados em uma linha de transmissão todos os computadores de uma rede Ethernet e a comunicação faz-se um protocolo de acesso múltiplo com vigilância de portador Carrier Sense e detecção de colisão. O padrão LAN interessante a esse trabalho é IEEE 802.8 sobre fibra óptica encontrado no site IEEE. A Tabela 6 representa o padrão Ethernet.
Os dados atuais do protocolo Ethernet são:
Tabela 6: Ethernet
Fonte: (Próprio autor, 2016).
A arquitetura Ethernet possui a camada de link lógico, onde as informações são incluídas em alto nível do protocolo do que foi entregue ao pacote de dados transmitido; camada de acesso ao meio, onde o quadro de dados a ser transmitido é montado pela camada física e recebidos os dados da camada de controle de link lógico; e a camada física, que permite a transmissão de quadros entregas da camada de controle, definindo como será realizando a transmissão dos dados pelo cabeamento da rede. (STALLINGS, 2007)
Elementos básicos do Ethernet
Quando os blocos de montagem abaixo são combinados, criam um sistema Ethernet:
Em relação com modelo OSI o controle de lógico de ligação define a transferência de dados nas camadas superiores e o controle de acesso ao meio é uma comunicação direta com a placa adaptadora de rede e o controle de enlace lógico junto com o enlace de dados que tem o controle de acesso ao meio MAC e física. A Figura 14 ilustra um controle lógico.
Figura 14: Controle lógico Fonte: (STALLINGS, 2007), modificado pelo autor
Método de Acesso
O método de acesso é o CSMA/CD com capacidade de detectar a ocorrência de colisão durante a transmissão, estação envia a mensagem e monitora a linha para detectar a possível colisão, o procedimento de retransmissão começa no momento da detecção da colisão, utiliza processo de contenção denominada Binary Exponential Backoff e é baseado na quantidade de trafego.
O método de acesso com o CSMA/CD pode ser quando a estação ouve antes de transmitir (carrier sense), a estação ouve enquanto transmite e qualquer estação é possível transmitir caso tenha um meio livre, caso ocorra transmissões simultâneas, ocorre uma colisão e é interrompido a transmissão, portadoras retiradas e a rede liberada, tempo de espera definidos e após 16 tentativas sem sucesso há condição de erro.
Detecção de Erros
Pode-se encontrar erros durante a transmissão de dados devidos as falhas na transmissão, defeitos de componentes, ruídos eletromagnéticos entre outros problemas, para que isso o sistema gera códigos de correção ou detecção de erros, enviando informações redundantes a cada bloco de dados corrigindo os possíveis erros e incluindo informações para que o receptor detecte os erros e receba a informação correta, caso tenha erros é possível que a tenha uma nova transmissão. O erro resolve-se com um sistema de comunicação seguro.
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