Arquitectura IEEE 802

Estas normas especificam um modelo de três camadas para as redes locais (LAN), estas três camadas correspondem aproximadamente aos níveis 1 e 2 do MR-OSI. A figura seguinte apresenta a estrutura geral de algumas destas normas.

“Logical Link Control” (802.2)

O nível superior deste conjunto de normas é comum, isto constitui uma vantagem importante como se verá mais tarde. O LLC têm como missão proporcionar diversos serviços de nível 2: controlo de erros; controlo de fluxo; multiplexagem; serviço orientado à conexão e não orientado à conexão; “broadcast” e “multicast”.

O protocolo LLC é em tudo idêntico ao HDLC. O modo ABM (“Asynchronous Balanced Mode”) é usado para o estabelecimento de conexões, os outros modos não são usados. O serviço não orientado à conexão utiliza tramas sem numero (“unnumbered frames”).

Como o nível MAC é o responsável pela colocação dos endereços e formação final da trama, o LLC limita-se a definir dois endereços para multiplexagem. O SSAP (“Source Service Access Point”) e o DSAP (“Destination Service Access Point”) representam pontos de acesso nos nós de origem e destino. Isto permite ter várias aplicações de rede num mesmo nó, a funcionar de um modo totalmente independente (cada uma com o seu SAP).

A figura seguinte apresenta a estrutura geral de uma trama LLC.

Os campos DSAP, SSAP e “Control” possuem 8 bits cada. Na realidade os SAP apenas possuem 7 bits, o bit 0 do DSAP indica se é um endereço único ou “multicast” e o bit 0 do SSAP indica se a trama é um comando ou uma resposta.

Todas as implementações da subcamada MAC utilizam o LLC, isto é vantajoso em termos de compatibilidade, em principio não deveria existir qualquer dificuldade de interoperacionalidade entre redes com MAC´s diferentes. Infelizmente, na prática grande parte das pilhas de protocolos não usa o LLC e recorre directamente ao MAC, é o caso do TCP/IP e IPX.

Algumas das principais implementações MAC das normas 802 são:

Pontes e Repetidores em redes 802

Tradicionalmente uma rede local pode ser prolongada usando dois tipos de dispositivo de interligação.

  • Repetidor (“Repeater”) : efectua a ligação entre segmentos por simples repetição de sinais no nível físico, se actua no nível MDI trata-se de um simples amplificador de sinais eléctricos. Se a transferencia de sinais é realizada no nível PLS ou PMI então permite já a utilização de cablagens diferentes nos dois segmentos.
  • Ponte (“Bridge”): efectua a ligação no nível lógico, recebe tramas de um segmento e coloca-as no outro segmento (e vice-versa). Igualmente aqui podem distinguir-se duas categorias conforme a ligação é efectuada no MAC ou no LLC. A segunda modalidade tem a vantagem de permitir a interligação entre redes de MAC diferente, como por exemplo 802.3 (Ethernet) e 802.5 (Token-Ring).

Como as pontes efectuam transferência de tramas entre redes, existe a possibilidade de filtrarem o tráfego. Se a ponte souber os endereços físicos que se encontram em cada rede, de acordo com o endereço de destino pode decidir se uma trama deve ou não ser transferida. Pontes com esta característica eram inicialmente conhecidas por pontes inteligentes, como actualmente todas as pontes têm esta característica usa-se genericamente a designação ponte.

Outra característica importante das pontes é a capacidade de eliminar tramas com erros (CRC) e separar domínios de colisão para MACs 802.3. Quando uma ponte recebe uma trama armazena-a temporariamente, e se for caso disso transmite-a na outra porta de acordo com o protocolo de acesso ao meio.

Uma ponte pode ser também um ponto de estrangulamento, se uma rede 802.3 está muito sobrecarregada pode haver dificuldades em colocar a trama nessa rede, Nesta situação a ponte deverá ter uma certa capacidade de armazenamento interno para tramas em transito, mas esgotados estes “buffers” as tramas são ignoradas. Este é um problema de controlo de fluxo, se a ponte está no nível LLC, o controlo de fluxo poderá ser efectuado entre a ponte e cada um dos nós, caso contrário o problema será tratado pelos nós de origem e destino, ou seja perdem-se tramas e tal tem de ser corrigido pelos mecanismos de controlo de erros entre os nós finais.

Quando uma ponte é activada começa a observar os endereços de origem das tramas que lhe chegam. Nesta fase inicial não pode ainda proceder a qualquer tipo de filtragem, contudo por observação da origem das tramas começa a construir uma tabela de endereços MAC associados a cada rede a que está ligada.

Quando recebe uma trama a ponte pode então verificar se o endereço de destino se encontra nas suas tabelas procedendo a uma filtragem do tráfego.

Uma ponte deve ter características adequadas à rede onde é utilizada, dois dos aspectos críticos são a capacidade de filtragem e o número de entradas da tabela de endereços.

Por exemplo numa rede 802.3 a 10 Mbit/s deve atingir 14880 tramas por segundo, trata-se do débito máximo de tramas deste tipo de rede (considerando tramas com o comprimento mínimo de 64 bytes)

Outra característica importante a considerar é o tamanho da tabela de endereços que deve ser suficiente para a rede em questão, valores típicos são na ordem das 8000 entradas.

O grande problema da utilização de pontes é o tempo de transito das tramas, que poderá ser definido como o lapso de tempo que ocorre entre a chegada do primeiro bit da trama e a emissão desse primeiro bit na outra rede.

Como as pontes armazenam a trama antes de a retransmitirem, este tempo é no mínimo é igual ao tempo de recepção da trama. Este atraso vai depender obviamente do comprimento da trama e afecta fortemente todas as transmissões de dados que não usam o protocolo de janela deslizante para controlo de fluxo e erros.