Resumo de Redes de Computadores - Ethernet

Ethernet

Ethernet: Conceitos Básicos

Ethernet é uma tecnologia de rede local (LAN) padronizada pelo IEEE 802.3. Utiliza cabos (par trançado, fibra óptica) ou wireless (Wi-Fi) para transmitir dados em formato de quadros. É a tecnologia mais usada em redes locais devido à sua simplicidade e custo-benefício.

Topologias e Meios Físicos

Originalmente usava topologia em barramento (coaxial), mas evoluiu para estrela (switch/hub central). Os meios mais comuns são:

Par trançado: Categorias (Cat5e, Cat6) com RJ-45 (100BASE-TX, 1Gbps+)
Fibra óptica: Para longas distâncias (10GBASE-SR, 40Gbps+)

Padrões e Velocidades

Evolução dos padrões IEEE 802.3:

10BASE-T: 10 Mbps (Ethernet clássica)
100BASE-TX: 100 Mbps (Fast Ethernet)
1000BASE-T: 1 Gbps (Gigabit Ethernet)
10GBASE-T: 10 Gbps (Ethernet 10G)

Quadros Ethernet (Frame)

Estrutura do quadro (IEEE 802.3):

Preâmbulo/SFD: Sincronização (7 bytes + 1 byte)
MAC Destino/Origem: Endereços físicos (6 bytes cada)
Tipo/Tamanho: Identifica protocolo (ex: IPv4) ou tamanho
Dados: Payload (46–1500 bytes)
FCS: Verificação de erros (CRC-32, 4 bytes)

Endereçamento MAC

Endereço físico único de 48 bits (ex: 00:1A:2B:3C:4D:5E), onde:

Primeiros 24 bits: Identificador do fabricante (OUI)
Últimos 24 bits: Número serial

CSMA/CD (Histórico)

Método de acesso ao meio em redes half-duplex (obsoleto em redes modernas full-duplex):

CSMA (Carrier Sense): Verifica se o meio está livre
CD (Collision Detection): Detecta colisões e retransmite

Switches vs. Hubs

Hub: Repete quadros para todas as portas (domínio de colisão único)
Switch: Encaminha quadros apenas para o destino (domínios de colisão separados)

VLANs (Virtual LAN)

Segmentação lógica de redes em um mesmo switch físico (IEEE 802.1Q):

Tag VLAN: Adiciona 4 bytes ao quadro (ID da VLAN)
Benefícios: Isolamento, segurança e eficiência

Autonegoção (IEEE 802.3u)

Protocolo para ajuste automático de velocidade (10/100/1000 Mbps) e duplex (half/full).