Aula 3 - Comunicação de Dados

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Tecnologias de Transmissão
• Banda Básica:
– Utiliza multiplexação por divisão de tempo
(TDM), onde apenas um equipamento
transmite por vez;
– Os bits são transmitidos sem modulação
através da mudança de nível de tensão;
– Tipos de codificação de sinais: unipolar NRZ,
bipolar RZ, Manchester, Bifase, Manchester
diferencial, Miller, CMI.
Tecnologias de Transmissão
Exemplo de codificação:
Tecnologias de Transmissão
• Banda Larga:
– Utiliza multiplexação por divisão de frequência
(FDM), onde a banda utilizada é dividida em
várias frequências diferentes (canais) que
podem ser utilizados para transmissão;
– Alta capacidade de transmissão;
– Vários canais de transmissão disponíveis;
– Flexibilidade de configuração;
Tecnologias de Transmissão
• Banda Larga:
– Grande alcance;
– Maior custo de instalação (equipamentos mais
complexos);
– Maior atraso de propagação do sinal, se
comparado com o sinal das redes locais
Tecnologias de Transmissão
• FDM (Frequency Division Multiplexing)
Modelo OSI
• OSI (Open Systems Interconnection –
Modelo de Referência para Interconexão de
Sistemas Abertos);
• Proposta de padrão internacional de
arquitetura de redes de computadores
proposto pela ISO (International Standards
Organization);
• Arquitetura baseada em camadas;
Modelo OSI
• Modelo proposto com 7 camadas:
– Física;
– Enlace de dados;
– Rede;
– Transporte;
– Sessão;
– Apresentação;
– Aplicação;
Modelo OSI
Modelo OSI
• Camada Física:
– Define os aspectos físicos e elétricos da
comunicação, tais como: tipo de cabo,
conector, sinal elétrico a ser utilizado, etc.
Modelo OSI
• Camada de Enlace de Dados:
– Determina como transferir os bits de dados de uma
maneira confiável sobre a Camada Física.
– Desempenha as funções básicas do protocolo de
comunicação:
•
•
•
•
•
•
Divisão da mensagem a ser transmitida em pacotes de dados;
Estabelecimento da prioridade de transmissão;
Definição de formatos;
Gerar do controle de erros;
Verificação erros;
Executar procedimentos de recuperação após as falhas.
Modelo OSI
• Camada de Rede:
– Identifica as máquinas conectadas, assinalando
os endereços na rede.
– É composta pelos protocolos de interconexão
de redes, necessários para que várias redes
possam transmitir dados entre si, referindo-se
aos endereços e códigos de cada uma.
Modelo OSI
• Camada de Transporte:
– Tem como função a reordenação e checagem
dos pacotes de mensagens. Isso porque os
pacotes enviados podem chegar em ordem
diferente da que foram enviadas.
Modelo OSI
• Camada de Sessão:
– Cada conexão é considerada uma "sessão"
diferente. Nesta camada, os pacotes são
destinados às sessões apropriadas.
– É responsável pelo “diálogo” entre as
aplicações em diferentes estações da rede.
– É capaz de “multiplexar” dois ou mais
programas de usuários através da rede.
Modelo OSI
• Camada de Apresentação:
– Traduz e converte dados transmitidos
codificados em formatos que possam ser
entendidos e manipulados pelos usuários.
– Os pacotes são "abertos" e a mensagem
montada exatamente como foi transmitida.
Modelo OSI
• Camada de Aplicação:
– Oferece suporte às tarefas do usuário e da
aplicação, e de administração geral do sistema,
incluindo compartilhamento de recursos,
gerenciamento de rede, correio eletrônico,
modem, emulação de terminais, transferência
de arquivos, etc.
– É tratada pelo programa que originou ou
recebeu a mensagem. Cada programa "sabe" o
que fazer com as mensagens recebidas.
Padrão Ethernet
• Padrão de rede local desenvolvido pelo IEEE
(Instituto de Engenheiros Eletricistas e
Eletrônicos) a partir de 1983
• Normalizado como IEEE 802.3
• Define:
– Cabeamento e sinais elétricos para a camada física
– Formato de pacotes e protocolos para a camada de
controle de acesso ao meio – MAC (Media Access
Control)
Padrão Ethernet
• Padrões atuais:
– IEEE 802.3 – 10Base-T Ethernet: 10 Mbits/s
– IEEE 802.3u – Fast Ethernet: 100 Mbits/s
– IEEE 802.3z – Gigabit Ethernet: 1 Gbit/s
– IEEE 802.3ae – 10 Gigabit Ethernet: 10 Gbits/s
• Meios de transmissão: cabo coaxial, par
trançado (não blindado) e fibra óptica 10
BASE-FL
Padrão Ethernet
• Topologias utilizadas: Barramento ou Estrela
• Controle de acesso ao meio através de CSMA/CD
(Carrier Sense Multiple Access with Collision
Detection):
– Capacidade de identificar se está ocorrendo
transmissão (Carrier Sense)
– Capacidade de múltiplos pontos concorrerem pela
utilização do meio físico (Multiple Access)
– Capacidade de identificar colisões (Collision Detection)
Padrão Ethernet
• Padrão (coaxial padrão): 10BASE5
– Cabo coaxial grosso e rígido
– Comprimento por segmento: 500 m (sem
repetidor)
– Velocidade de 10 Mbps
– Capacidade de 100 estações conectadas
– Até 4 repetidores
– Resistores de terminação de 50 ohms
Padrão Ethernet
• Thinnet (coaxial fino): 10BASE2
– Cabo coaxial fino
– Comprimento por segmento: 185 m
– Velocidade de 10 Mbps
– Capacidade de 30 estações conectadas
– Resistores de terminação de 50 ohms
– Conectores tipo BNC
Padrão Ethernet
• Par trançado (não blindado): 10BASE-T
– Par trançado (AWG 22 a 26)
• Categoria 3 (CAT3) – não blindado, até 10 Mbits/s, capacidade
de banda de 16 MHz
• Categoria 5e (CAT5e) – não blindado, até 1 Gbit/s, capacidade
de banda de 125 MHz
– Comprimento por segmento: 100 m
– Velocidade de 10 Mbps
– Capacidade de 2 estações conectadas por segmento,
normalmente um hub ou switch e um computador
Padrão Ethernet
• Fibra óptica: 10BASE-FL
– Comprimento por segmento: 2 km
– Velocidade de 10 Mbps
– Capacidade de 2 estações conectadas por
segmento, normalmente um hub ou switch e
um computador
– Melhor qualidade de transmissão
– Imune à interferências eletromagnéticas e
elétricas
TCP/IP
• TCP/IP – Transmission Control Protocol / Internet
Protocol
• TCP – Protocolo do nível da camada de
transporte (camada 4) do modelo OSI
–
–
–
–
–
Orientado à conexão
Ponto a ponto
Confiabilidade
Recuperação de pacotes perdidos ou corrompidos
Eliminação de pacotes duplicados
TCP/IP
• IP – Protocolo do nível da camada de rede
(camada 3) do modelo OSI
– Gerencia o endereçamento e o
encaminhamento de mensagens
– Não orientado à conexão
– Sem controle de erros
– Transferências sem garantia de entrega
Protocolos de comunicação
• Conjunto de regras que especifica formato,
sincronismo e tratamento de eventos na
transferência de dados entre dois dispositivos
• Exemplos:
–
–
–
–
–
BSC (Binary Synchronous Communication)
SDLC (Synchronous Data Link Control)
HDLC (High Data Link Control)
X25
MODBUS
Protocolos de comunicação
• Funções básicas:
– detecção da conexão física
– handshaking (estabelecimento de ligação)
– negociação das características das conexão
– definição do formato da mensagem
– tratamento de mensagens corrompidas ou
perdidas
– detecção da perda de conexão
– finalização da sessão ou conexão
Protocolos de comunicação
• Protocolos orientados a caracteres
– As regras são baseadas em caracteres com
funções definidas
• Protocolos orientados a bits
– O tratamento das informações é feito a nível de
bit, ou seja, não há caracteres especiais com
funções definidas
Protocolos de comunicação
• Sincronismo das mensagens
– Orientado a bits
• Baseado na procura de um padrão único no fluxo de
bits. O transmissor tem de garantir que esse padrão
apenas acontece para sincronismo
– Orientado a caracteres
• Uso de caracteres de sincronismo (SYN) no início
da comunicação.
• Uso de caracteres especiais (STX, ETX, DLE, etc.)
para controlar o fluxo dos dados
Protocolos de comunicação
• Exemplo de protocolo orientado a bit
FLAG
ENDEREÇO
CONTROLE
INFORMAÇÃO
CONTROLE FRAME
FLAG
8
8
8
Múltiplo de 8
16
8
FLAG – sequência de bits que identifica início ou fim do frame
ENDEREÇO – sequência de bits que identifica quem está
transmitindo ou deve receber frame
CONTROLE – sequência de bits que identifica a função do frame e
números de sequência
CONTROLE DE FRAME – sequência de bits que permite checar o
frame
Protocolos de comunicação
• Exemplo de protocolo orientado a caractere
SYNC
SYNC
SOH
CABEÇALHO
STX
TEXTO
ETB/ETX
SYNC – caractere de sincronismo
SOH (Start of Header) – início do cabeçalho
STX (Start of Text) – início do texto
ETB (End of Transmission Block) – fim de transmissão do bloco
ETX (End of Text) – fim do texto
BCC (Block Check Character) – caractere para checar o bloco, é
montado à partir do método de detecção e correção escolhidos.
BCC

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