ir - aula 05 - padrao fast-eterneth ieee 803.2u
TRANSCRIPT
-
Interconexes de Redes
IEEE 802.3u - Fast-Ethernet
-
Agenda da Aula
Padro Ethernet IEEE 802.3u;
Conceitos Bsicos;
Implementao;
Auto-negociao;
2
-
Objetivo da Aula
Ao final da aula o aluno dever compreender o padro Fast-Ethernet, ou IEEE 802.3u
3
-
Introduo
No incio da dcada de 90, apostava-se que o FDDI seria a prxima gerao de LANs para as pontas - mas ela nunca passou do mercado de backbone;
O gerenciamento da rede complicado, sendo suas interfaces de rede complexas e caras;
Os fabricantes de estaes de trabalho no quiseram tornar o FDDI a rede padro. 4
-
Introduo
Para se conseguir maior largura de banda em uma rede de 10 Mbps, complicava-se bastante a instalao;
Conectava-se as LANs atravs de uma soluo que envolvesse um labirinto de pontes, roteadores, hubs e gateways;
Em 1992, o comit IEEE 802.3 se reuniu, para estudar propostas para a normatizao de uma LAN de maior velocidade, compatvel com o Ethernet 10; 5
-
Introduo
O comit 802.3 trabalhou rapidamente e aprovou o resultado 802.3u em junho de 1995;
O IEEE 802.3u , na realidade, um aditivo norma IEEE 802.3, para justificar sua compatibilidade;
conhecido popularmente como Fast Ethernet.
6
-
Fast-Ethernet Implementao
O tempo de bit (bit time) da Ethernet era de 100 ns, como pode ser verificada na regra de trs abaixo:
10.000.000 bits 1 s
1 bit x
x = 1 /10.000.000 = 0,000.000.1 s = 0,1 s, ou 100 s;
O tempo de bit da Fast Ethernet tem que ser 10 vezes menor, 10 s.
7
-
Fast-Ethernet Implementao
Todos os sistemas Fast Ethernet usam hubs;
O Fast Ethernet manteve o formato dos quadros MAC, a taxa de transmisso aumentou 10 vezes;
Incluiu mecanismos de auto-negociao;
Manteve mecanismos de teste de integridade;
8
-
DTE DTEHub Hub100 m 100 m5 m
Fast-Ethernet Implementao
A distncia mxima entre 2 DTEs (Estao de Trabalho) de 205 metros, com at 2 hubs em
cascata, da seguinte forma:
10
-
Fast-Ethernet Implementao
Suporta modo Full Duplex para 100Base-Tx e 100Base-Fx;
Suporta par tranado blindado ou no blindado (muito mais comum), ou fibra ptica mono ou multimodo;
Para o cabeamento de par trancado, decidiu-se suportar tambm o de categoria 3, devido a sua ampla base instalada no mundo inteiro, principalmente em redes telefnicas. Porm o cabo cat. 3 no consegue carregar sinais de 100 Mbps com codificao Manchester por 100 metros, a distncia mxima entre um DTE (data terminal
equipment estao de trabalho) e o hub no 10BASE-T.
11
-
Fast-Ethernet Implementao
O comit decidiu ento adotar o cat. 3, cat. 5 e fibra ptica,
sendo obrigado para isto em dividir as possibilidades de
implementao em 3, com interfaces para a rede totalmente
incompatveis:
12
-
Fast-Ethernet Implementao
A limitaes de 100 metros nas 100BASE-TX, 100BASE-T4, 100BASET2, bem como a de 412 metros na 100BASE-FX, so determinadas pela atenuao do sinal eletromagntico, e as distncias mximas entre dois pontos da rede so limitadas pelo round trip timing.
Observao: O padro EIA-TIA 568 recomenda um segmento mximo de 90 metros entre o equipamento do rack de distribuio e a tomada, e de 10 metros para os patch-cables das extremidades e compensao das perdas de sinais das conexes intermediarias.
13
-
Fast-Ethernet Implementao
Cabeamento do tipo 100BASE-T4 4 pares UTP categoria 3, 4 e 5:
Recomenda-se a utilizao de UTP Cat. 5 (4 pares) para patch-cable e;
Conector MDI de 8 pinos RJ-45: 4 pares trancados no blindados polarizados:
14
-
Fast-Ethernet Implementao
(100BASE-T4)
Esquema de pinagem em uma ligao 100BASE-T4 entre Hubs, ou entre estaes:
TX Transmisso ; RX Recepo ; BI Bidirecional
15
-
No se utiliza codificao Manchester. So enviados sinais ternrios (Trits), pelo TX e pelos 2 BI. Em um nico clock, o cabo pode conter um 0,1 ou 2. Em 3 pares, so 27 combinaes (000, 001, 002, 010 ....222). Isto corresponde ao envio de 4 bits com alguma redundncia.
Ex: 000 corresponderia aos bits 0000
222 corresponderia aos bits 1111
Fast-Ethernet Implementao
(100BASE-T4)
16
-
Em um nico clock, transmitiramos 4 bits. Em 25 milhes de clocks (25 Mbits/s), transmitiramos 100 Mbits/s, alm do canal reverso (RX), que suportaria 33,3 Mbps (em uma possvel ligao Full Duplex). Este esquema se chama 8B6T (mapa de 8 bits para 6 trits).
Teste de integridade Os transceivers (MAU), emitem um sinal especial, chamado Fast Link Pulse (FLP), quando a rede esta inativa, apenas para testar a integridade do sinal. Normalmente aceso na placa e no Hub um led de integridade, mas no informa sobre a qualidade dos sinais do segmento.
Fast-Ethernet Implementao
(100BASE-T4)
17
-
Cabeamento do Tipo 100BASE-TX 2 Pares UTP categoria 5
So utilizados apenas os pares 1-2 e 3-6 (TX e RX);
utilizado o esquema 4B5B (5 perodos de relgio geram 4 bits), com isto cria-se uma certa redundncia, facilita a sincronizao do relgio, cria padres para delimitao de quadro e permite compatibilidade com a camada de meio fsico do FDDI;
5 perodos de relgio gerariam 5 bits, (32 combinaes). S que apenas 16 combinaes sero utilizadas para dados. 3 So para delimitadores, 2 so para controle, 3 para sinalizaao de hardware e 8 so reservadas;
Fast-Ethernet Implementao
(100BASE-TX)
18
-
Trabalha com relgios de 125 MHz, devido ao mtodo de codificao de blocos (4B5B). Porm, a frequncia efetiva no meio de transmisso e de 62,5 MHz (estando, portanto, dentro da limitao de 100 MHz para cabos categoria 5). Para conseguir a menor frequncia, o padro adota o sistema de codificao de linha MLT-3 (Multilevel Transmit Signal-3);
Tenses da MLT-3: +1V, 0V, -1V
Permite Full Duplex, com transmisso e recepo simultneas (200 Mbits/s)
Fast-Ethernet Implementao
(100BASE-TX)
19
-
Fast-Ethernet Implementao
(100BASE-TX)
20
-
TIPOS DE REPETIDORES (HUBS) PARA 100BASE-TX:
CLASSE 1:
Refaz os sinais em outras formas, retransmitindo-os em outras portas;
Possibilita desta forma repetir sinais entre segmentos com diferentes formas de sinalizao (100BASE-TX/100BASE-T4 e 100BASE-FX);
Provoca um maior retardo (cerca de 0.7 ms), que limita a utilizao de apenas 1 repetidor por domnio de coliso quando o comprimento mximo do cabo e utilizado.
Fast-Ethernet Implementao
(100BASE-TX)
21
-
TIPOS DE REPETIDORES (HUBS) PARA 100BASE-TX:
CLASSE 2:
Possui menor retardo (cerca de 0.46 m s);
Apenas repete os sinais, sem transform-los, o que no permitiria a utilizao de segmentos com diferentes tcnicas de sinalizao.
O 100BASE-TX e o 100BASE-FX utilizam a mesma tcnica de sinalizao, de maneira que podemos combinar estas duas tecnologias em um hub classe 2.
Fast-Ethernet Implementao
(100BASE-TX)
22
-
TIPOS DE REPETIDORES (HUBS) PARA 100BASE-TX:
Portas CROSSOVER
Portas que invertem os pinos 1-2 e 3-6, a fim de permitir a ligao entre 2 hubs, atravs de um cabo comum.
Normalmente estas portas esto identificadas por um sinal C .
E possvel utilizar, ao invs de uma porta CROSS-OVER, um cabo CROSS-OVER, que permitiria, alm da ligao entre 2 hubs, a ligao entre 2 estaces, com a seguinte pinagem
Fast-Ethernet Implementao
(100BASE-TX)
23
-
TIPOS DE REPETIDORES (HUBS) PARA 100BASE-TX:
Portas CROSSOVER
1 TD+_______ 3RD+
2 TD -_______ 6RD
3RD+ _______ 1 TD+
6RD - _______ 2 TD
Esquema de ligao CROSS-OVER:
1 TD+_______ 1 TD+
2 TD -_______ 2 TD
3RD+ _______ 3 RD+
6RD - _______ 6 RD
Esquema de ligao comum Hub-DTE:
Fast-Ethernet Implementao
(100BASE-TX)
24
-
Fast-Ethernet Implementao
TESTE DE INTEGRIDADE DO LINK:
Feitos atravs dos Fast Link Pulses (FLP), enviados mesmo nos perodos de inatividade da rede.
25
-
Mecanismo de Auto-Negociao
Objetiva aumentar a compatibilidade e prover um modo fcil de migrao de 10 Mbps para 100 Mbps;
A partir de meados de 1996, praticamente todos os dispositivos Fast-Ethernet passaram a implementar esse mecanismo;
Alguns switches e interfaces de rede permitem tanto a ativao o mecanismo de auto-negociao quanto a seleo manual da velocidade do link.
26
-
O mecanismo de auto-negociao para Fast-Ethernet tambm utiliza os Fast Link Pulses (FLP):
Possibilita que um hub que suporte mltiplas velocidades detectar a velocidade de operao do dispositivo Ethernet conectado a ele;
Assim, o hub pode ajustar a velocidade das suas portas corretamente.
necessrio que os dois ns de uma conexo ponto a ponto suportem o mecanismo de auto-negociao.
Mecanismo de Auto-Negociao
27
-
Os FLP so gerados apenas em perodos inativos da rede com intervalos mnimos de 201 s, no gerando trfego adicional;
Automaticamente, quando o equipamento ligado, gerado um FLP;
Manualmente, atravs de um software de gerenciamento, possvel configurar parmetros para os FLPs.
Mecanismo de Auto-Negociao
28
-
A Ethernet 10 Mbps utilizada o LIP - Link Integrity Pulse ou teste de integridade de link, que compatvel com o FLP;
Se o hub 10/100 auto-negotiation recebe um LIP, a porta passa a operar a 10 Mbps.
Mecanismo de Auto-Negociao
29
-
Para dispositivos em fibra ptica no existem mecanismos de auto-negociao para velocidade (Ethernet/Fast Ethernet);
Porm implementado o mecanismo para detectar se os ns podem operar no modo Full Duplex ou Half Duplex.
Mecanismo de Auto-Negociao
30
-
possvel, por gerenciamento local ou remoto, forar uma configurao de velocidade desejada de funcionamento do link.
Se forem configuradas velocidades diferentes na estao e no hub, o link no ir funcionar.
Mecanismo de Auto-Negociao
31
-
Uma Rede com Fast-Ethernet
32
-
33
Referncias
UFRN, Programa de Ps-Graduao em Engenharia Eltrica, Arquitetura de Redes e Protocolos de Baixo Nvel, Professor Srgio Viana Fialho, Seminrio - Tecnologia Ethernet, Fast Ethernet e Gigabit Ethernet, Alunos: Mario Sergio Silva e Raimundo Viegas Junior