Redes I - 5.1 Tecnologias de Redes LAN

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Redes I - 5.1 Tecnologias de Redes LAN

  1. 1. Tecnologias de Redes LAN's Prof. Mauro Tapajós
  2. 2. Tecnologias de Redes <ul><li>São tecnologias que envolvem principalmente as camadas físicas e de enlace
  3. 3. Padronizam como funcionam as coisas dentro de uma rede. Fora dela estes padrões não valem mais
  4. 4. Existem tecnologias para os mais diversos tipos de contextos de redes: </li><ul><li>LAN’s
  5. 5. WAN’s
  6. 6. Redes de Acesso
  7. 7. Redes de distribuição
  8. 8. Backbones metropolitanos – MAN’s
  9. 9. Backbones nacionais e internacionais </li></ul></ul>
  10. 10. Tecnologias de LAN’s <ul><li>Atualmente as redes LAN’s IEEE dominam o ambiente de redes locais
  11. 11. Os padrões IEEE definem os mecanismos de camada física e enlace (incluindo métodos de controle de acesso ao meio)
  12. 12. As redes LAN geralmente são redes de meio compartilhado ( broadcast ) com tendência a se tornarem redes comutadas ( switched ) </li></ul>
  13. 13. Padrões IEEE 802 <ul><li>IEEE ( Institute of Electrical and Electronics Engineers ) Instituto dos Engenheiros Elétricos e Eletrônicos
  14. 14. Define padrões para redes locais segundos os trabalhos dos seus grupos de estudo
  15. 15. Em função do sucesso dos desenvolvimentos do IEEE na área de redes locais, a ISO adota seus padrões também (ISO 8802)
  16. 16. Estes padrões cobrem basicamente as camadas física e de enlace do modelo OSI </li></ul>
  17. 17. Grupos IEEE 802 Padrões de Redes IEEE 802
  18. 18. Alguns dos Grupos IEEE 802 <ul><li>802.1 –Introdução e Arquitetura dos Protocolos de LAN’s
  19. 19. 802.2 – LLC ( Logical Link Control )
  20. 20. 802.3 – Ethernet (CSMA/CD)
  21. 21. 802.4 – Token Bus (inativo)
  22. 22. 802.5 – Token Ring
  23. 23. 802.6 – Distributed Queue Dual Bus - MAN (inativo)
  24. 24. 802.11 – Wireless LAN </li></ul>
  25. 25. Alguns dos Grupos IEEE 802
  26. 26. Padrão IEEE 802.2 – LLC – Logical Link Control <ul><li>Especifica o método de endereçamento e controle da troca de dados
  27. 27. Independente de topologia, meio e algoritmo MAC
  28. 28. Padrão IEEE 802.2
  29. 29. É a camada de enlace de dados propriamente dita das LAN’s IEEE 802 (subcamada LLC)
  30. 30. Formato de quadro diferente do HDLC
  31. 31. Opções de Serviço: </li><ul><li>Serviço de Datagrama não Confiável (sem conexão e confirmações)
  32. 32. Serviço de Datagrama Confirmado (sem conexão prévia)
  33. 33. Serviço Confiável Orientado a Conexão </li></ul></ul>
  34. 34. Padrão IEEE 802.3 – CSMA/CD <ul><li>ISO 8802.3
  35. 35. Comumente conhecido como Ethernet , mas há diferenças entre ambas
  36. 36. Especifica uma rede lógica em barramento
  37. 37. Funciona a 10 Mbps
  38. 38. Especifica vários tipos de meios físicos (cabos)
  39. 39. É a tecnologia de LAN mais utilizada no mercado
  40. 40. Na camada de enlace LLC utiliza o padrão 802.2 </li></ul>
  41. 41. Padrão IEEE 802.3 – CSMA/CD Cabeamentos propostos
  42. 42. Cabos Cross Par Trançado <ul><li>Em redes de par trançado, a ligação de estações a equipamentos de interconexão é feita através de cabos normais (pinagem direta)
  43. 43. Para ligações estação a estação ou equipamento para equipamento deve-se usar um cabo cross com a pinagem como abaixo </li></ul>
  44. 44. Padrão IEEE 802.3 – CSMA/CD <ul><li>Codificação do sinal nas redes IEEE 802.3 a 10 Mbps é a Manchester
  45. 45. A razão da adoção deste esquema é facilitar a sincronização dos clocks dos equipamentos por meio das transições que existem no meio de cada bit
  46. 46. O preâmbulo é composto de 7 bits 01010101 e 1 01010111 para permitir a sincronização </li></ul>
  47. 47. Formato do Quadro IEEE 802.3 <ul><li>O preâmbulo é uma sequência de bytes definida (0’s e 1’s alternados) 01010101
  48. 48. SFD é o byte 01010111
  49. 49. Os endereços têm 6 bytes
  50. 50. O campo de dados tem de 0 a 1500 (0x05DC) bytes
  51. 51. O padrão define um tamanho mínimo de 64 bytes para um quadro
  52. 52. Se o quadro não tiver este tamanho, o campo PAD é usado como preenchimento </li></ul>RFC 1042 (STD43 )
  53. 53. Formato do Quadro Ethernet RFC 894 (STD41) Encapsulamento Ethernet (mais comum)
  54. 54. Padrão Ethernet <ul><li>Desenvolvido pela Xerox, Digital e Intel e adotado por outras
  55. 55. Serviu de base para a norma 802.3
  56. 56. Na camada física, especifica somente uma rede de cabo coaxial 10base5
  57. 57. Originalmente, sua camade LLC poderia ser qualquer uma (Xerox, Netware) </li></ul>
  58. 58. Quadros Ethernet e IEEE 802.3 <ul><li>Seu formato do quadro difere um pouco do formato 802.3
  59. 59. Se o terceiro campo tem valor até 1500, ele é 802.3 , senão ele é Ethernet e indica o protocolo sendo carregado no quadro </li></ul>Ethernet
  60. 60. Endereços 802.3 - Ethernet <ul><li>6 bytes = 3 fabricante + 3 livres </li></ul><ul><li>Multicast = primeiro bit do endereço é igual a 1. Ex: </li></ul>AA-00-80-XX-XX-XX AB-00-80-XX-XX-XX <ul><li>Broadcast = FF-FF-FF-FF-FF-FF </li></ul><ul><li>Modo promíscuo </li></ul>
  61. 61. Operação do Padrão IEEE 802.3 CSMA/CD
  62. 62. Algoritmo de backoff exponencial <ul><li>Se uma estação detecta uma colisão, ela imediatamente para de transmitir o seu quadro e envia uma sinal de jamming para alertar as outras estações que houve uma colisão
  63. 63. Após uma colisão, o tempo é dividido em slots de tamanho 51,2 µs ( microsegundos)
  64. 64. Cada estação tenta novamente transmitir depois de um certo número de slots
  65. 65. Este número (gerado aleatoriamente) estará entre 0 e 2i – 1, sendo i o número de colisões sucessivas que aconteceram
  66. 66. O limite de colisões sucessivas é 16, depois disso é considerado um erro na rede </li></ul>
  67. 67. Razão para um tamanho mínimo de quadro IEEE 802.3 – CSMA/CD <ul><li>Uma estação deve saber que houve uma colisão, antes de acabar a transmissão do seu quadro
  68. 68. Assim, existe um tempo mínimo para que se transmita um quadro, isto é limitado pelo tamanho da rede, a velocidade do sinal nela e a taxa de bits sendo usada </li></ul>
  69. 69. Padrão IEEE 802.3 – CSMA/CD <ul><li>O protocolo não garante confirmações de envio de pacotes
  70. 70. Trabalha em regime half-duplex (padrão)
  71. 71. Algoritmo MAC: CSMA/CD p-Persistente
  72. 72. Se aumentarmos a banda passante ou a distância entre estações a eficiência diminui
  73. 73. Parte da tecnologia é analógica
  74. 74. É uma rede não-determinística (estatística) composta basicamente de hardware
  75. 75. Não existe um esquema de prioridades de quadros
  76. 76. É uma solução multiprotocolo </li></ul>
  77. 77. IEEE 802.5 - Token Ring <ul><li>É uma rede da IBM de topologia anel unidirecional e que veio a ser o padrão IEEE 802.5
  78. 78. Velocidades de 4, 16 e até 100 Mbps sobre cabos de par trançado ou fibra
  79. 79. A rede controla quem pode transmitir passando um token (bastão) de estação para estação do anel </li></ul><ul><li>Quando uma estação quer transmitir, ela recolhe o token e envia o seu quadro
  80. 80. O quadro é repassado de estação para estação até chegar à estação destino
  81. 81. A estação destino então copia o quadro e o marca como recebido
  82. 82. O quadro circula novamente pela rede até atingir de novo o remetente
  83. 83. O remetente verifica se o quadro chegou e recoloca o token na rede </li></ul>
  84. 84. Operação de Rede Token Ring
  85. 85. Exemplo: HUB Token Ring
  86. 86. Formato do Quadro IEEE 802.5 – Token Ring
  87. 87. IEEE 802.5 Token Ring Exemplo de operação A » C C » A e D
  88. 88. Token Ring: Características
  89. 89. IEEE 802.5 Token Ring
  90. 90. FDDI ( Fiber Data Distributed Interface ) <ul><li>É um padrão ANSI de uma rede baseada em fibra ótica multimodo e LED’s funcionando a uma velocidade de 100 Mbps
  91. 91. Utiliza uma topologia composta por dois anéis suportando até 1000 estações numa distância de até 200 km
  92. 92. É oferecida a opção por cabeamento de par trançado categoria 5
  93. 93. Utiliza um esquema de acesso ao meio baseado em tokens (como a rede token ring)
  94. 94. Em FDDI, uma estação pode anexar o token logo após ter transmitido o seu quadro (para melhorar a performance em redes longas) </li></ul>
  95. 95. Formato do Quadro FDDI
  96. 96. FDDI – Operação em caso de falha <ul><li>FDDI apresenta alguns mecanismos de tolerância a falhas
  97. 97. Em operação normal, somente um dos anéis é usado, o outro (que funciona no sentido contrário) fica de reserva em caso de falha
  98. 98. Numa falha ambos são combinados para manter o anel </li></ul>
  99. 99. FDDI como Backbone <ul><li>Sua alta velocidade e confiabilidade o tornou uma opção para compor backbones interligando LAN’s
  100. 100. É uma rede cara (tem perdido mercado para alternativas como eth) </li></ul>
  101. 101. FDDI – Ligação com WAN
  102. 102. Necessidade de maior banda nas LAN’s <ul><li>Existe um interesse crescente em LAN’s mais rápidas: multimídia, vídeo e aplicações distribuídas
  103. 103. No IEEE surgiram duas propostas a 100Mbps: </li></ul>- Aumentar a velocidade da IEEE 802.3, mantendo as características ( IEEE 802.3u ) - Nova reformulação ( IEEE 802.12 - 100VGAnyLAN )
  104. 104. Fast Ethernet – IEEE 802.3u <ul><li>Foi a resposta do IEEE às novas necessidades de velocidade
  105. 105. É uma extensão do padrão IEEE 802.3 suportando 100 Mbps
  106. 106. Utiliza o mesmo método de acesso ao meio (CSMA/CD), o formato do quadro e as regras do protocolo
  107. 107. Cabeamentos antigos (baseados em cabo coaxial) não são mais aceitos
  108. 108. Por suas vantagens, o cabeamento 10baseT foi usado como base </li></ul>
  109. 109. Cabeamentos para Fast Ethernet <ul><li>Cabos categoria 3 (100base-T4) - utiliza 4 pares de fios e codificação de linha ternária
  110. 110. Cabos categoria 5 e STP (100base-TX) - utiliza 2 pares e codificação de linha MLT-3 </li></ul>
  111. 111. Cabeamentos para Fast Ethernet
  112. 112. LAN´s de Alta Velocidade <ul><li>Novas tecnologias se adaptam ao problemas inerentes do ambiente local (alta velocidade para serviços multimídia e telefonia sobre IP, storage , etc)
  113. 113. Utilização de fibra ótica e wireless como meio de transmissão
  114. 114. Necessidade de suporte a classes de serviço
  115. 115. Alguns exemplos: </li><ul><ul><li>Gigabit e 10 Gigabit Ethernet
  116. 116. LAN’s ATM
  117. 117. Fibre Channel (muito usado em conexões com storage ) </li></ul></ul></ul>
  118. 118. Gigabit Ethernet - 802.3z <ul><li>Um grupo de estudos do comitê IEEE 802.3 começou a investigar em 1995 as opções para rodar uma rede Ethernet a 1 Gbps
  119. 119. Consiste basicamente em um padrão de camada física (PHY) e de acesso ao meio (MAC)
  120. 120. O cabeamento básico oferece fibras monomodo e multimodo, além de uma opção de cabeamento UTP categoria 5 com 4 pares de fios
  121. 121. Uma outra opção oferece jumpers de fios de cobre (cabos STP especiais para curtas distâncias) para conectar equipamentos de comunicação próximos em até 25 metros dentro de uma mesma sala
  122. 122. Utiliza os mesmos formatos de quadro e protocolo MAC usados nos seus antecessores de 10 e 100 Mbps </li></ul>
  123. 123. Gigabit Ethernet - 802.3z
  124. 124. Gigabit Ethernet - 802.3ab <ul><li>Versão para cabos PT categorias 5, 5e e 6
  125. 125. 100m
  126. 126. 1000BASE-T – UTP Cat 5 - 4 pares
  127. 127. 1000BASE-TX – UTP Cat 6 – 2 pares
  128. 128. Existe ainda 802.3ah – Ethernet in the first mile
  129. 129. 1000BASE-LX10 </li></ul>
  130. 130. Gigabit Ethernet - 802.3ab <ul><li>Caso comum: links ponto-a-ponto full-duplex (somente com switches e sem CSMA/CD)
  131. 131. Rede half-duplex com HUB's e CSMA/CD (apenas por compatibilidade) e: </li><ul><li>Frame bursting – envio de vários quadros em sequência
  132. 132. Um campo de extensão ( carrier extension ) evita a redução da extensão máxima da rede (tamanho mínimo de quadro) – realizado por hardware </li></ul></ul>
  133. 133. Gigabit Ethernet - 802.3ab <ul><li>Sequência de frames em modo half - Frame bursting </li></ul>
  134. 134. 10 Gigabit Ethernet - 802.3ae <ul><li>Só full-duplex
  135. 135. Não suporta CSMA/CD
  136. 136. 10GBASE-T – UTP ou STP
  137. 137. 10GBASE-SR – FO multi
  138. 138. 10GBASE-LR – FO mono
  139. 139. http://www.ethermanage.com/ethernet/ethernet.html </li></ul>
  140. 140. Gigabit Ethernet (Exemplo)
  141. 141. Outras Tecnologias de LAN´s <ul><li>Redes SAN – Storage Area Networks </li><ul><li>Foco na transferências de grandes volumes de tráfego – velocidade + importante que custo
  142. 142. Redes confinadas em salas – limitadas em distância com poucos saltos
  143. 143. Interconectam sistemas de grande porte ( mainframes, supercomputadores, etc)
  144. 144. Alternativas mais comuns: SCSI, Fibre Channel, ESCON, etc </li></ul><li>Redes industriais </li><ul><li>Alta capacidade
  145. 145. Habilidade de lidar com grande variedade de tráfego com alta confiabilidade
  146. 146. Capaz de especificar e controlar atrasos de transmissão via rede – grande preocupação com temporização </li></ul></ul>
  147. 147. Fibre Channel <ul><li>Existem basicamente duas possibilidades para a comunicação entre processadores: </li></ul><ul><ul><li>I/O
  148. 148. Comunicação via rede de dados </li></ul></ul><ul><li>Fibre channel combina ambas </li><ul><li>Simplicidade e velocidade das comunicação via canal de I/O
  149. 149. Flexibilidade e interconectividade das comunicações via rede de dados </li></ul><li>Padrão ANSI </li></ul>
  150. 150. Fibre Channel <ul><li>Usa basicamente conexões de rede e canais de dados
  151. 151. Provê links full-duplex através de pares de fibras em velocidades de 100 a 800 Mbps
  152. 152. Distâncias até 10 km
  153. 153. Melhor conectividade do que alternativas multidrop (como SCSI) através de comutadores (switches Fibre Channel)
  154. 154. Suporte a múltiplas interfaces de comandos
  155. 155. Pode transportar canais de dados como (SCSI, ESCON, etc) e pacotes de rede (como Ethernet, ATM, etc) </li></ul>
  156. 156. Fibre Channel
  157. 157. Fibre Channel Características I/O: <ul><ul><li>Baseado em hardware
  158. 158. Alta velocidade em distâncias curtas
  159. 159. Configurações ponto-a-ponto ou ponto-multiponto
  160. 160. Operações de I/O construídas em nível de enlace </li></ul></ul>Característica de redes de dados: <ul><ul><li>Multiplexação completa entre mútiplos destinos
  161. 161. Conectividade ponto-a-ponto entre qualquer par de portas
  162. 162. Interconexão com outras tecnologias de conexão </li></ul></ul>
  163. 163. Fibre Channel <ul><li>Codificação de linha 8B/10B
  164. 164. Pacotes de até 2148 bytes
  165. 165. Oferece classes de serviço: </li><ul><li>Classe 1: Autêntica comutação de circuitos com entrega garantida na ordem recebida. Orientada a conexão podendo garantir uma largura de banda para um período de conexão especificado
  166. 166. Classe 2: Comutação de pacotes com entrega garantida
  167. 167. Classe 3: Comutação de pacotes sem entrega garantida </li></ul></ul>
  168. 168. Fibre Channel - Estrutura <ul><li>Possui uma estrutura de 5 camadas correspondentes às camadas física, de enlace, rede e até transporte do modelo OSI
  169. 169. Camadas mais inferiores tratam com o meio físico, codificação 8B/10B e as taxas de dados possíveis
  170. 170. Camadas acima tratam do layout (formato) do quadro, procedimentos do protocolo e interfaces com outros protocolos </li></ul>
  171. 171. Exemplo: Fibre Channel atrás de Servidores
  172. 172. Exemplo: rede Fibre Channel
  173. 173. LAN's Wireless <ul><li>Tecnologia recente que vem crescendo bastante
  174. 174. Vantagens: </li></ul><ul><ul><li>Economia com cabeamento
  175. 175. Flexibilidade
  176. 176. Rápida instalação e manutenção
  177. 177. Mobilidade
  178. 178. Permite a fácil extensão de uma LAN cabeada </li></ul></ul><ul><li>Determinados aspectos merecem atenção neste tipo de tecnologia (consumo de bateria para equipamentos móveis, configuração automática da rede, roaming/handoff, segurança, etc) </li></ul>
  179. 179. Células de LAN's Wireless <ul><li>É a área geográfica sobre a qual a comunicação sem fio atua. Normalmente considerada uma área circular em torno do equipamento centralizado ( access point ) </li></ul>Ponto de Acesso Wireless Workstation Wireless Workstation Wireless Workstation Wireless Workstation Stand-alone Cell
  180. 180. WLAN's Aplicações – Acesso Nômade
  181. 181. WLAN's - Aplicações: Extensão da Rede
  182. 182. WLAN's - Aplicações – Extensão da Rede com várias células
  183. 183. LAN's Wireless IEEE 802.11 <ul><li>Padrão de rede LAN wireless do IEEE
  184. 184. Conceitos: </li><ul><li>BSS - Basic services set – contém as estações executando o mesmo protocolo MAC
  185. 185. AP - Access Point – funciona como ponte (bridge) e interconexão com rede cabeada
  186. 186. DS - Distribution System – conecta vários BSS's normalmente através de meio cabeado
  187. 187. ESS - Extended Service Set – coleção de BSS's conectados através de um DS </li></ul></ul>
  188. 188. LAN's Wireless IEEE 802.11
  189. 189. “ Meios Físicos” 802.11 <ul><li>Infravermelho – 1 ou 2 Mbps (não muito usado)
  190. 190. FHSS - Frequency Hopping Spread Spectrum – usa 79 canais de 1 Mbps
  191. 191. DSSS - Direct Sequence Spread Spectrum – velocidades de 1 ou 2 Mbps
  192. 192. 802.11a (OFDM – Orthogonal Frequency Division Multiplexing ) – atinge velocidades de 54 Mbps na faixa de 5 GHz
  193. 193. 802.11b (HR-DSSS – High Rate Direct Sequence Spread Spectrum ) – velocidades de 1, 2, 5,5 e 11 Mbps na faixa de 2,4 Ghz
  194. 194. 802.11g (OFDM) – velocidades de 54 Mbps na faixa de 2,4 GHz </li></ul>
  195. 195. Estrutura das LAN's 802.11 Estrutura semelhante à usada pelas outras redes IEEE 802
  196. 196. 802.11 – Acesso ao Meio <ul><li>Não tem comportamento semelhante às redes cabeadas
  197. 197. Ao contrário do CSMA/CD, transmissões simultâneas são possíveis
  198. 198. Dois tipos de algoritmos MAC </li><ul><li>DCF – Distributed Coordination Function – decisão de transmistir feita pelas estações através de mecanismo CSMA/CA (redes Ad Hoc)
  199. 199. PCF – Point Coordination Function - Protocolos com acesso centralizado – decisão centralizada numa estação de gerenciamento </li></ul></ul>
  200. 200. 802.11 – Acesso ao Meio <ul><li>É possível haver coexistência de PCF e PDF na mesma célula com um mecanismo de priorização através do controle de intervalos (IFS)
  201. 201. Canais wireless sao naturalmente ruidosos – opção de fragmentar um quadro e confirmar cada um deles separadamente com protocolo stop-and-wait </li></ul>
  202. 202. 802.11 – Acesso ao Meio <ul><li>DCF – utiliza CSMA/CA ( Collision Avoidance ) com 2 modos de operação ( physical channel sensing e virtual channel sensing com RTS e CTS – este último baseado em MACAW). Não existe a funcionalidade de detecção de colisões
  203. 203. PCF – uma estação base questiona as estações para saber quem deseja transmitir ( beacon frame ). A estação base obtém o meio através dos procedimentos DCF e deve liberá-lo depois de um tempo determinado. O uso com PCF permite que a estação base coloque dispositivos em modo sleep e os acorde depois (economia de tempo de vida de baterias) </li></ul>
  204. 204. 802.11 – MAC <ul><li>Physical channel sensing : ouve o meio e envia se estiver livre
  205. 205. Virtual channel sensing : com RTS e CTS
  206. 206. Uso de NAV ( Network Allocation Vector – tempo de espera) pelas demais estações: sinalizado através da informação de duração contida RTS e do recebimento do ACK </li></ul>
  207. 207. Channel Sensing Opcional Estação Origem Estação Destino RTS CTS DATA ACK
  208. 208. 802.11 – IFS ( Interframe Space ) <ul><li>Cada estação ouve o meio e aguarda determinado IFS – caso haja transmissão ela recua e monitora o fim da transmissão para reiniciar
  209. 209. SIFS – Short IFS – envio de ACKs, CTS ou demais fragmentos - respostas imediatas de uma conversa que já está em execução
  210. 210. PIFS – Point IFS – uso pela estação base no modo PCF (para não competir com as demais)
  211. 211. DIFS – Distributed IFS – uso no modo DCF normal
  212. 212. EIFS – Extended IFS - envio de notificações de quadros danificados </li></ul>
  213. 213. 802.11 – MAC <ul><li>Uma vez tomando o meio uma estação pode enviar em sequência vários quadros
  214. 214. O tamanho dos fragmentos não é definido pelo padrão – pode se configurado
  215. 215. No modo PCF não há colisões
  216. 216. São definidos 3 tipos de quadros, cada qual com formatação específica: </li><ul><li>Data – leva até 2312 bytes de dados (MTU)
  217. 217. Control
  218. 218. Management </li></ul></ul>
  219. 219. Formato do Quadro 802.11 <ul><li>O campo control indica entre outras coisas, se o quadro foi encriptado com WEP ( Wired Equivalence Privacy )
  220. 220. Os 4 endereços são usados para: destino (1), transmissor (2), redes ad hoc (4), além de identificar um roteador em caso de comunicação entre células (3) </li></ul>
  221. 221. Tecnologia <ul><li>Solução de interligação de dispositivos portáteis (celulares, PDA's, laptops, etc) – PAN (“ Personal Area Network” )
  222. 222. Visa substituir os inúmeros cabos que interligam dispositivos
  223. 223. Baixas complexidade, custo e energia necessária
  224. 224. Inicialmente um esforço de Ericsson, IBM, Intel, Nokia e Toshiba (Bluetooth SIG - Special interest group ), depois adotado pelo IEEE como padrão 802.15 (somente as camadas física e enlace) </li></ul>
  225. 225. Tecnologia Bluetooth <ul><li>Piconet's de alcance básico de 10 m centralizadas em estações master com controle TDMA do acesso ao meio com frequency hopping – estratégia master-slave </li></ul>
  226. 226. <ul><li>Bluetooth utiliza um esquema com Scatternet que são a interligação de várias piconets </li></ul>Redes Bluetooth
  227. 227. Piconet Bluetooth <ul><li>Numa piconet podem haver 7 dispositivos ativos (com endereços ativos de 3 bits) e mais 255 inativos em modo de economia de energia (com endereços “ parked ” de 8 bits)
  228. 228. Atinge velocidades de até 720 kbps
  229. 229. Existem 3 classes de dispositivos com </li></ul>base na potência de emissão do sinal: <ul><ul><li>Power Class 1 – 20 dBm - 100 m
  230. 230. Power Class 2 – 4 dBm - 10 m
  231. 231. Power Class 3 – 0 dBm - 10 cm </li></ul></ul>
  232. 232. Aplicações Bluetooth <ul><li>Ponto de acesso para dados e voz
  233. 233. Redes Ad-hoc
  234. 234. Substituto de cabos para interligação de dispositivos
  235. 235. Baseado em profiles – aplicações específicas (que usariam esta tecnologia) pré-pensadas para uso da rede (reflete o grande número de participantes na criação do padrão – várias contribuições) – cordless telephony, headset, PPP, serial port , vcf, fax , etc </li></ul>
  236. 236. Tecnologia Bluetooth <ul><li>A master é selecionada dinamicamente e é exclusiva de uma piconet
  237. 237. Ela determina a taxa de dados alocada para cada slave
  238. 238. São oferecidos serviços de comunicação com base em comutação de circuitos e com base em datagramas
  239. 239. Cada slave deve ser localizável
  240. 240. O processo de discovery encontra serviços para as aplicações bluetooth
  241. 241. LMP – Gerenciamento do link ( setup de conexões, processo de autenticação, ” pairing ”, encryption ) </li></ul>
  242. 242. Bluetooth – Pilha de Protocolos <ul><li>Não segue o modelo OSI
  243. 243. L2CAP - Logical Link Control and Adaptation Protocol – isola detalhes de transmissão: multiplexação de protocolos de nível superior, segmentação/remontagem de pacotes e parâmetros QoS </li></ul>
  244. 244. Bluetooth – Camada Rádio <ul><li>Dispositivos devem estar dentro do alcance dos demais
  245. 245. Uso de sinais omnidirecionais com alcance padrão de 10 m na faixa de 2,4 GHz com GFSK (interferência mútua com o padrão 802.11 a 2,4 Ghz)
  246. 246. 79 canais de 1 Mhz para uso de FHSS ( Frequency Hopping Spread Spectrum ) – 2402 a 2480 Mhz - 1600 saltos por segundo
  247. 247. Cada transceiver BT tem um endereço IEEE de 48 bits
  248. 248. Sequência de hopping é criada por algoritmo com base no ID do master </li></ul>
  249. 249. Slots Bluetooth <ul><li>O master divide o tempo em slots (625 µ s) onde o master transmite nos slots pares e os demais dispositivos nos slots ímpares
  250. 250. Os quadros podem ter comprimentos de 1,3 ou 5 slots
  251. 251. Sincronização: cada slave mantém um offset do seu próprio clock para o do master </li></ul>
  252. 252. Formato de quadro Bluetooth <ul><li>Existem vários tipos, o mais comum é o abaixo
  253. 253. Access code – normalmente identifica o master
  254. 254. Header – campos MAC típicos </li><ul><li>Flags do header: F – buffer de recepção de um slave cheio, A – ACK e S – N. Sequência ( stop-and-wait )
  255. 255. O cabeçalho é repetido 3 vezes para garantir confiabilidade – cada bit é testado nas suas 3 cópias </li></ul><li>20 % do quadro é overhead (2744 b de dados somente em 5 slots) </li></ul>
  256. 256. Camada “MAC” Bluetooth = Baseband + LMP + L2CAP <ul><li>FEC ( Forward Error Correction ) – possível em canais SCO
  257. 257. Links master e slave – canais lógicos - dois tipos possíveis: </li></ul>ACL – Asynchronous Conection-less – L2CAP (camada Logical Link Control Adaptation ) – comutação por pacotes ponto a ponto ou broadcast (inclusive tráfego assimétrico) – somente um entre um par master/slave e sem garantia – SCO – Synchronous Conection Oriented – tráfego direto real-time comutação de circuito de tráfego simétrico em slots reservados – somente frames de 1 slot (240 bits de dados – combinações de 80 a 240 bits para dados, o resto é FEC) <ul><li>São possíveis no máximo 3 canais SCO por slave </li></ul>

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