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CCNA Exploration

Camada de Enlace OSI

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Cronograma

Introdução

Camada de enlace

Passando os dados para o meio

Controle de acesso ao meio compartilhado

Controle de acesso ao meio não compartilhado

Topologia lógica versus topologia física

Topologia ponto-a-ponto

Topologia lógica de multiacesso

Topologia lógica em anel

Enquadramento

Endereçamento

Protocolos de enlace

Protocolos Ethernet para LANs

Point-to-Point Protocol para WANs

Protocolos de redes sem fio para LANs

Seguindo dados através de uma rede

Resumo e revisão

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Introdução

A camada de Aplicação fornece a interface para o usuário. A camada de transporte é responsável pela divisão e gerenciamento das comunicações entre os processos que são executados nos dois sistemas finais. Os protocolos da camada de rede organizam os dados de comunicação de modo que eles possam viajar através da conexão de rede a partir do host de origem até o host de destino.

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Camada de Enlace

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Camada de Enlace

Ocorre a transformação do quadro.

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Camada de Enlace

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Passando os dados para o meio

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Controle de acesso ao meio compartilhado

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Full-duplex

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Half-duplex

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Topologia Lógica versus Topologia Física

A topologia física é a combinação dos nós e as conexões fisicas entre eles.

A topologia lógica é o modo que uma rede transfere quadros de um nó para outro.

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Topologia Lógica versus Topologia Física

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Topologia Ponto-a-Ponto

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Topologia Lógica de MultiAcesso

Em seguida ocorre a passagem de token.

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Topologia Lógica em Anel

Em seguida ocorre a passagem de token.

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Enquadramento

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Enquadramento

Os campos do cabeçalho do quadro típico incluem:

• Campo de Início de Quadro - Indica o início do quadro

• Campos de endereço de origem e destino - Indicam os nós de origem e destino no meio

• Campo de Serviço de Prioridade/Qualidade - Indica um tipo particular de serviço de comunicação para processamento.

• Campo de Tipo - Indica o serviço da camada superior contido no quadro.

• Campo de controle de conexão lógica - Usado para estabelecer a conexão lógica entre os nós

• Campo de controle de link físico - Usado para estabelecer o link do meio

• Campo de controle de fluxo - Usado para iniciar e parar o tráfego no meio

•Campo de controle de congestionamento - Indica o congestionamento no meio

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Enquadramento

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Endereçamento

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Protocolos de Enlace

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Protocolos da camada de enlace

Os protocolos que serão abordados nos cursos CCNA incluem:

• Ethernet

• Point-to-Point Protocol (PPP)

• High-Level Data Link Control (HDLC)

• Frame Relay

• Asynchronous Transfer Mode (ATM)

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Protocolos da camada de enlace

Quadro Ethernet

Quadro Frame Relay

Quadro HDLC

Quadro PPP

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A Ethernet é uma família de tecnologias de redes de comunicação que é definda nos padrões IEEE 802.2 e 802.3. Os padrões Ethernet definem os protocolos da camada 2 e as tecnologias da camada 1. A Ethernet é a tecnologia LAN mais amplamente usada e suporta larguras de banda de dados de 10, 100, 1000, ou 10,000 Mbps.

O formato básico do quadro e as subcamadas IEEE da camada 1 e 2 do OSI permanecem consistentes através de todos os modelos Ethernet. Contudo, os métodos para detecção e colocação de dados no meio variam com as diferentes implementações.

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A Ethernet fornece serviço sem conexão e sem confirmação através de um meio compartilhado usando CSMA/CD como métodos de acesso ao meio. O meio compartilhado exige que o cabeçalho do pacote Ethernet use um endereço da camada de Enlace para identificar os nós de origem e destino. Como a maioria dos protocolos LAN, esse endereço é referido com o endereço MAC do nó. Um endereço MAC Ethernet possui 48 bits e é geralmente representado no formato hexadecimal.

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O Point-to-Point Protocol (PPP) é um protocolo usado para entregar quadros entre dois nós. Diferente de muitos protocolos da camada de Enlace que são definidos por organizações de engenharia elétrica, o padrão PPP é definido por RFCs. O PPP foi desenvolvido como um protocolo WAN e permanece o protocolo de escolha para implementar muitas WANs seriais. O PPP pode ser usado em vários meios físicos, incluindo par-trançado, linhas de fibra ótica e transmissão de satélite, bem como para conexões virtuais.

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O PPP usa uma arquitetura em camadas. Para acomodar os diferentes tipos de meio, o PPP estabelece conexões lógicas, chamadas de sessões, entre dois nós. A sessão PPP oculta o meio físico subjacente do protocolo PPP superior. Estas sessões também permitem ao PPP um método para encapsular múltiplos protocolos sobre um link ponto-a-ponto. Cada protocolo encapsulado no link estabelece a sua própria sessão PPP.

O PPP também permite que os dois nós negociem opções dentro da sessão PPP. Isto inclui autenticação, compressão e multilink (o uso de múltiplas conexões físicas).

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Protocolo de Rede sem Fio para LANs

O 802.11 é uma extensão dos padrões IEEE 802. Ele usa o esquema de endereçamento 802.2 LLC e 48-bits como outras LANs 802, no entanto existem muitas diferenças na subcamada MAC e na Camada Física. Em um ambiente de rede sem fio, o ambiente exige considerações especiais. Não há conectividade física definível; portanto, fatores externos podem interferir na transferência de dados e dificultar o controle de acesso. Para enfrentar estes desafios, os padrões de rede sem fio têm protocolos adicionais.

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O padrão IEEE 802.11, comumente referido como Wi-Fi, é um sistema baseado em contenção que usa um processo de acesso ao meio Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance (CSMA/CA). O CSMA/CA especifica um procedimento de backoff aleatório para todos os nós que estão esperando para transmitir. A oportunidade mais provável para a contenção de meio é justamente depois do meio se tornar disponível. Fazer com que os nós façam backoff por um período aleatório reduz muito a probabilidade de uma colisão.

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Redes 802.11 também usam as confirmações de enlace de dados para confirmar se um quadro foi recebido com sucesso. Se a estação de envio não detecta o quadro de confirmação, seja por causa do quadro de dados original ou porque a confirmação não foi recebida intacta, o quadro é retransmitido. Esta confirmação explícita supera a interferência e outros problemas relacionados a sinais de rádio.

Outros serviços suportados pela 802.11 são a autenticação, associação (conectividade a um dispositivo de rede sem fio) e privacidade (criptografia).

RFC 1661

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Campo de Versão de Protocolo - Versão de quadro 802.11 em uso

Campos de Tipo e Sub-tipo - Identificam uma das três funções e sub-funções do quadro: controle, dados e gerenciamento

Campo To DS - Ajustado para 1 nos quadros de dados destinados ao sistema de distribuição (dispositivos na estrutura de rede sem fio)

Campo From DS - Ajustado para 1 nos quadros de dados que deixam o sistema de distribuição

Campo More Fragments (Mais Fragmentos) - Ajustado para 1 em quadros que têm um outro fragmento

Campo Retry (Repetir) - Ajustado para 1 se o quadro é uma retransmissão do quadro anterior

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Campo de Gerenciamento de Energia - Ajustado para 1 para indicar que um nó estará em modo de economia de energia

Campos More Data (Mais Dados) - Ajustado para 1 para indicar para um nó no modo de economia de energia que mais quadros estão em buffer para aquele nó

Campo WEP (Wired Equivalent Privacy) - Ajustado para 1 se o quadro contém informação WEP criptografada para segurança

Campo Order - Ajustado para 1 em um quadro de tipo de dado que usa classe de serviço Estritamente Ordenado (não precisa reordernar)

Campo Duração/ID - dependendo do tipo de quadro, representa o tempo, em microsegundos, exigido para transmitir o quadro ou uma identidade de associação (AID) para a estação que transmitiu o quadro

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Campo Endereço de Destino (DA) - Endereço MAC do nó de destino final da rede

Campo Endereço de Origem - Endereço MAC do nó que iniciou o quadro

Campo Endereço do Receptor (RA) - Endereço MAC que identifica o dispositivo de rede sem fio que é o receptor imediato do quadro

Campo Endereço do Transmissor (TA) - endereço MAC que identifica o dispositivo de rede sem fio que transmitiu o quadro

Campo Número de Sequêncial - Indica o número de sequêncial designado ao quadro; quadros retransmitidos são identificados por números de sequêncial em duplicata

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Campo Número de Fragmento - Indica o número para cada segmento de um quadro

Campo Corpo ou Conteúdo do Quadro - Contém a informação que está sendo transportada; para quadros de dados, tipicamente um pacote IP

Campo FCS - Contém uma CRC (verificação de redundância cíclica) de 32 bits do quadro

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Seguindo dados através de uma rede

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Resumo e Revisão

A Camada de Enlace do modelo OSI prepara os pacotes da camada de Rede para serem posicionados no meio físico que transporta os dados.

A ampla gama de meios de comunicação de dados exige, de modo correspondente, uma ampla gama de protocolos de Enlace de Dados para controle do acesso a dados para esses meios.

O acesso ao meio pode ser ordenado e controlado ou pode ser baseado em contenção. A topologia lógica e meio físico ajudam a determinar o método de acesso ao meio.

A camada de Enlace prepara os dados para serem posicionados no meio através do encapsulamento do pacote da camada 3 em um quadro.

Um quadro tem campos de cabeçalho e trailer que incluem os endereços de origem e destino de enlace de dados, QoS, tipo de protocolo e valores de Sequência de Verificação do Quadro.

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