Camada de enlace

Question 1

Comparação entre as 3 Categorias Propostas na Taxonomia de Protocolos MAC

Answer 1

Protocolos de Contenção:
* Exemplo: CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection).
* Funcionamento: Dispositivos competem pelo uso do meio de transmissão, monitorando a presença de outros sinais e retransmitindo em caso de colisão.
* Vantagem: Simplicidade e baixo custo.
* Desvantagem: Eficiência reduzida em redes de alta carga devido a colisões.
* Protocolos de Passagem de Token:
* Exemplo: Token Ring, Token Bus.
* Funcionamento: Um token circula pela rede, e somente o dispositivo que possui o token pode transmitir.
* Vantagem: Evita colisões, proporcionando um acesso mais ordenado ao meio.
* Desvantagem: Complexidade maior e maior tempo de latência para aquisição do token.
* Protocolos de Acesso por Divisão de Canal:
* Exemplo: TDMA (Time Division Multiple Access), FDMA (Frequency Division Multiple Access).
* Funcionamento: O meio de transmissão é dividido em canais ou slots de tempo, e cada dispositivo recebe um canal ou slot específico.
* Vantagem: Previsibilidade e eficiência em ambientes com alta demanda de tráfego.
* Desvantagem: Complexidade na implementação e alocação de canais/slots.

Question 2

Como o CSMA Melhora a Eficiência da Rede em Comparação com o ALOHA?

Answer 2

CSMA melhora a eficiência ao permitir que os dispositivos “escutem” o meio antes de transmitir. Se o meio estiver ocupado, o dispositivo espera antes de tentar transmitir, reduzindo a probabilidade de colisões em comparação com o ALOHA, que transmite os dados independentemente do estado do meio.

Question 3

Definição de Colisão no Contexto de Rede com Meio Compartilhado

Answer 3

Colisão ocorre quando dois ou mais dispositivos tentam transmitir dados simultaneamente em um meio de comunicação compartilhado, resultando na sobreposição dos sinais transmitidos e na corrupção dos dados.

Question 4

Por que Pode Ainda Haver Colisões no CSMA?

Answer 4

Colisões ainda podem ocorrer no CSMA devido ao “tempo de propagação”, onde dois dispositivos podem não detectar a transmissão um do outro a tempo, especialmente em redes grandes. Isso é conhecido como “colisões de propagação”.

Question 5

Razões para Ter Endereço Físico (MAC) e Lógico (IP)

Answer 5

Endereço MAC:
* Função: Identificação única de hardware de dispositivos na camada de enlace.
* Razão: Necessário para a comunicação dentro de uma rede local (LAN).
* Endereço IP:
* Função: Identificação lógica para roteamento de pacotes na camada de rede.
* Razão: Necessário para a comunicação entre redes diferentes (inter-redes).

Question 6

Processo de Alocação dos Endereços MAC

Answer 6

Os endereços MAC são atribuídos a dispositivos de rede pelo fabricante. Cada endereço MAC é único e consiste em 48 bits, com os primeiros 24 bits identificando o fabricante (OUI - Organizationally Unique Identifier) e os últimos 24 bits identificando o dispositivo específico.

Question 7

Comparação da Estrutura do Endereço MAC e Endereço IP

Answer 7

Endereço MAC:
* Formato: 48 bits (6 bytes), geralmente representado como 12 dígitos hexadecimais (e.g., 00:1A:2B:3C:4D:5E).
* Função: Identificação única de hardware na camada de enlace.
* Constância: Fixo para cada dispositivo de hardware.
* Endereço IP:
* Formato: IPv4 é 32 bits (4 bytes) e IPv6 é 128 bits (16 bytes). IPv4 é representado em notação decimal pontuada (e.g., 192.168.1.1), enquanto IPv6 é representado em notação hexadecimal separada por dois-pontos (e.g., 2001:0db8:85a3::8a2e:0370:7334).
* Função: Identificação lógica para roteamento de pacotes entre redes.
* Constância: Pode mudar com o tempo e a configuração de rede.

Question 8

Função do Protocolo ARP

Answer 8

O ARP (Address Resolution Protocol) é usado para mapear endereços IP a endereços MAC correspondentes na mesma rede local, permitindo que os dispositivos se comuniquem eficientemente dentro de uma LAN.

Question 9

Como o Protocolo ARP Preenche a Tabela

Answer 9

Quando um dispositivo precisa enviar um pacote a um endereço IP na mesma rede local, ele envia uma solicitação ARP (ARP request) em broadcast. O dispositivo com o endereço IP correspondente responde com uma mensagem ARP (ARP reply), fornecendo seu endereço MAC. Esta informação é então armazenada na tabela ARP do dispositivo solicitante.

Question 10

Processo do Protocolo ARP ao Enviar um Pacote de uma Sub-rede para Outra Sub-rede

Answer 10

Quando um dispositivo precisa enviar um pacote para um endereço IP em outra sub-rede, ele primeiro envia o pacote para o gateway padrão (roteador). O dispositivo usa ARP para descobrir o endereço MAC do gateway e envia o pacote a ele. O roteador, por sua vez, encaminha o pacote para o destino final usando seu próprio processo de roteamento e ARP, se necessário.

Question 11

Campos do Pacote ARP e Descrição

Answer 11

1. Hardware Type (Tipo de Hardware): 16 bits, especifica o tipo de hardware (e.g., Ethernet é 1).
   
   2. Protocol Type (Tipo de Protocolo): 16 bits, especifica o protocolo de rede (e.g., IPv4 é 0x0800).
   3. Hardware Address Length (Comprimento do Endereço de Hardware): 8 bits, comprimento do endereço MAC (tipicamente 6).
   4. Protocol Address Length (Comprimento do Endereço de Protocolo): 8 bits, comprimento do endereço IP (tipicamente 4).
   5. Operation (Operação): 16 bits, especifica a operação (1 para solicitação, 2 para resposta).
   6. Sender Hardware Address (Endereço de Hardware do Remetente): Endereço MAC do remetente.
   7. Sender Protocol Address (Endereço de Protocolo do Remetente): Endereço IP do remetente.
   8. Target Hardware Address (Endereço de Hardware do Destinatário): Endereço MAC do destinatário (zerado em solicitação).
   9. Target Protocol Address (Endereço de Protocolo do Destinatário): Endereço IP do destinatário.