Apresentação

Nesta aula prática serão apresentados os seguintes conceitos relacionados à camada de enlace de redes de computadores:

Elementos para interligação de redes

Domínio de colisão

O domínio de colisão é um segmento lógico da rede onde os pacotes transmitidos por elementos pertencentes a ele podem colidir uns com os outros. Uma colisão ocorre quando duas ou mais estações pertencentes ao mesmo segmento de rede compartilhado transmitem quadros ao mesmo tempo. Os quadros então colidem e as estações necessitam retransmiti-los, o que reduz a eficiência da rede. Colisões são frequentes em topologias de barramento ou em topologias formadas pela interligaçao das estações através de hubs, visto que todas as portas de um hub pertencem ao mesmo domínio de colisão.

Domínio broadcast

O domínio broadcast consiste em um conjunto de dispositivos que recebem qualquer pacote broadcast originário de qualquer dispositivo dentro do segmento de rede. Todas as portas de um hub ou de um switch pertencem ao mesmo domínio broadcast. O domínio broadcast pode ser segmentado por um roteador, no qual cada porta do roteador representa um domínio broadcast distinto. Outra forma de segmentar o domínio broadcast é através de uma VLAN, como será comentado mais a frente.

Endereço broadcast

Um endereço de destino MAC broadcast é definido por FF:FF:FF:FF:FF:FF, e significa que o pacote deve ser enviado de um host origem para todos os outros hosts pertencentes à mesma rede.

Rede Local Virtual

Uma Rede Local Virtual (Virtual Local Network - VLAN) é uma topologia de rede organizada de maneira lógica e configurada sobre a topologia física. A VLAN é uma tecnologia desenvolvida para switches para segmentar a rede física e controlar a difusão de quadros broadcast. Ao criar uma VLAN em uma LAN física divide-se a LAN em múltiplas LANs lógicas, cada um com o seu domínio de broadcast próprio. As estações pertencentes a mesma VLAN conseguem comunicar entre si, entretanto estações de VLANs distintas não conseguem falar uma com a outra. Para que estações pertencentes a VLANs diferente possam se comunicar, deve existir um elemento que realize a conexão entre domínios broadcasts diferentes, como um roteador.

Protocolo ARP

O protocolo ARP (Address Resolution Protocol) é responsável pela conversão de um endereço IP em um endereço MAC.

Assim, para fazer a correspondência entre os endereços físicos e os endereços lógicos, o protocolo ARP interroga as máquinas da rede para conhecer o seu endereço físico e depois cria uma tabela de correspondência entre os endereços IP e os endereços MAC numa memória temporária. O processo de interrogar as máquinas é feito através de dois pacotes, o ARP request e o ARP reply. O pacote ARP request carrega uma pergunta do tipo who is (quem é) o endereço IP X.X.X.X, informe (tell) para o endereço Y.Y.Y.Y. Essa pergunta é encapsulada em um quadro com endereço de broadcast, portanto, todas as estações pertencentes ao mesmo domínio de broadcast receberão uma cópia. A estação cuja interface possui o endereço IP X.X.X.X responderá o seu endereço MAC para a estação de endereço IP Y.Y.Y.Y em um pacote ARP reply.