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Ethernet
By Luis Augusto Pelisson
Link Original: http://www.dainf.cefetpr.br/~pelisson/redes01b.htm
O padrão Ethernet
foi desenvolvido pela Xerox, DEC e Intel em meados de 1972, com uma largura de
banda de 1 Mbps, sendo posteriormente padronizado a 10 Mbps pelo IEEE e
inicialmente introduzido na topologia em barramento. O método de acesso ao meio
físico (MAC) é o protocolo CSMA-CD (Carrier Sense Multiple Access with
Collision Detection), que trabalha da seguinte forma:
a) Carrier sense:
a estação que precisa transmitir um pacote de informação tem que se
assegurar de que não há outros nós ou estações utilizando o meio físico
compartilhado antes de iniciar a transmissão.
b) Se o canal
estiver livre por um certo período de tempo denominado IFG (Interframe Gap) a
estação pode iniciar a transmissão.
c) Se o canal
estiver ocupado, ele será monitorado continuamente até ficar livre por um período
de tempo mínimo de IFG, então a transmissão é iniciada.
d) Quando duas
estações ou mais detectam que o canal esta livre e iniciam a transmissão ao
mesmo tempo, ocorre o que chamamos de colisão, que destrói os pacote de dados
enviados.
O MAC Ethernet monitora continuamente o canal durante uma transmissão
para detectar essas colisões. Se uma estação identifica uma colisão durante
a transmissão, esta é imediatamente interompida e um sinal de congestionamento
(JAM) é enviado ao canal para garantir que todas as estações identifiquem a
colisão e rejeitem qualquer pacote de dados que possam estar recebendo, para não
haver erros.
e)Após um período
de espera (backoff), nova tentativa de transmissão é feita pelas estações
que precisam transmitir. Um algoritmo de backoff determina um atraso de modo que
diferentes estações tenham que esperar tempos diferentes antes que nova
tentativa de transmissão seja feita.
f) Todo processo
recomeça do início.
Os meios físicos
utilizados no padrão Ethernet são:
- Cabo coaxial 10Base2 com
conector BNC para um máximo de 30 nós e 185 metros por segmento;
- Cabo coaxial 10Base5 com
conector AUI para um máximo de 100 nós e 500 metros por segmento;
- Cabo UTP (par trançado)
10BaseT conector RJ45 para um máximo de 100 metros por segmento;
- Fibra ótica 10BaseFL
conector SMA/ST para um máximo de 2000 metros por segmento.
A Ethernet usa frames (ou
pacotes de dados também conhecidos como payload) para transmitir informações
os quais são de tamanho variável em função do payload ou campo de dados que
vai ser transmitido.
| 8 bytes |
6 bytes |
6 bytes |
2 bytes |
30 bytes |
0 a 1200 bytes |
4 bytes |
| Preâmbulo |
Endereço
destino |
Endereço
fonte |
Tamanho do
campo de dados |
Cabeçalho
do protocolo |
Dados e PAD |
Verificação
de frame |
O preâmbulo é enviado para o
sincronismo entre receptor e transmissor e inclui um byte denominado SFD (Start
of Frame Delimiter) para indicar que o frame de MAC está prestes a iniciar.
Cada nó tem um endereço único.
Os primeiros 3 bytes de endereço são
chamados de Bloco ID e identificam o fabricante do equipamento, determinado pelo
IEEE. Por exemplo, a Intel é identificada pelo endereço hexadecimal 00AA00.
Os
outros 3 bytes são chamados de Device ID e determinados por cada fabricantes.
São
sempre únicos.
O cabeçalho de protocolo é na verdade parte do campo de dados
que contém informações de nível mais alto (camada 4) embutidas no prórpio
campo de dados.
Por exemplo, os cabeçalhos dos protocolos IPX e TCP/IP tem um
comprimento de 30 bytes. Se o comprimento do campo de dados válidos for menor
que um comprimento mínimo pré-determinado, o MAC adicionará um bloco variável
de preenchimento (PAD) para manter um tamanho de frame total mínimo de 64
bytes.
Se o campo de dados for maior que 1200 bytes, a camada superio de rede
(camada 3) dividirá o payload em diversos frames.
Finalmente, uma sequência de
verificação de frame (frame checking) é realizada utilizando-se o método de
CRC para assegurar a confiabilidade da tranmissão.
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