Estándares LAN (Ethernet_1)

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Estándares LAN (Ethernet_1)

  1. 1. Redes I Nivel de Enlace de Datos Estándares de LAN (Ethernet) Adaptado del Material del Dr. Juan A. Nolazco y de los libros de Tanenbaum y Stallings.
  2. 2. Estándares 802 <ul><li>Es el conjunto de estándares producidos por la IEEE para las LAN. </li></ul><ul><li>Incluyen: </li></ul><ul><ul><li>Ethernet </li></ul></ul><ul><ul><li>Token bus </li></ul></ul><ul><ul><li>Token ring, </li></ul></ul>
  3. 3. Ethernet 802.3 <ul><li>Comenzó con ALOHA y posteriormente al agregar la detección de portadora se convirtió en Ethernet (CSMA/CD). </li></ul><ul><li>Fue realizado por Xerox y en un inicio trabajaba a 2.94 Mbps y conectaba 100 estaciones de trabajo a un cable de 1km. </li></ul><ul><li>Posteriormente Xerox, DEC e Intel diseñaron un estándar para Ethernet de 10 Mbps. </li></ul><ul><li>Utiliza codificación manchester. </li></ul>
  4. 4. Cableado del 802.3 <ul><li>10Base5 </li></ul><ul><ul><li>Comúnmente conocido como “ethernet grueso” debido al tipo de cableado que utiliza. </li></ul></ul><ul><ul><li>Opera a 10Mbps, con señalización en banda base y puede manejar segmentos de hasta 500m. </li></ul></ul><ul><ul><li>Maneja hasta 100 estaciones por segmento </li></ul></ul>
  5. 5. Cableado del 802.3 <ul><li>10Base5 </li></ul>
  6. 6. Cableado del 802.3 <ul><li>10Base2 </li></ul><ul><ul><li>Comúnmente conocido como “ethernet delgado” debido al tipo de cableado que utiliza. </li></ul></ul><ul><ul><li>Opera a 10Mbps, con señalización en banda base y puede manejar segmentos de hasta 185m. </li></ul></ul><ul><ul><li>Maneja hasta 30 estaciones por segmento. </li></ul></ul>
  7. 7. Cableado del 802.3 <ul><li>10Base2 </li></ul>
  8. 8. Cableado del 802.3 <ul><li>10BaseT </li></ul><ul><ul><li>Utiliza cableado de par trenzado. </li></ul></ul><ul><ul><li>Las estaciones se conectan a un concentrador “hub”. </li></ul></ul><ul><ul><li>Maneja segmentos de hasta 100m. </li></ul></ul>
  9. 9. Cableado del 802.3 <ul><li>10BaseT </li></ul>
  10. 10. Cableado del 802.3 <ul><li>10BaseF </li></ul><ul><ul><li>Utiliza fibra óptica </li></ul></ul><ul><ul><li>Utilizada para conectar edificios y concentradores muy separados. </li></ul></ul><ul><ul><li>Maneja segmentos de hasta 2000m. </li></ul></ul>
  11. 11. El frame IEEE 802.3 6 6 2 4 Destino Origen Longitud Datos Chequeo <ul><li>Preámbulo : 56 bits (7 bytes) de sincronización </li></ul><ul><li>SFD : 1 byte, delimitador de inicio del frame </li></ul><ul><li>Destino : 6 bytes, dirección física del nodo destino (MAC address) </li></ul><ul><li>Origen : 6 bytes, dirección del nodo origen </li></ul><ul><li>Longitud : 2 bytes, cantidad de bytes en el campo de datos </li></ul><ul><li>Datos : entre 46 y 1500 bits, información de las capas superiores </li></ul><ul><li>Chequeo : Secuencia de chequeo del frame (FCS) </li></ul>Un nodo sabe si el frame es Ethernet V2 ó IEEE 802.3 al revisar los dos bytes que siguen a la dirección origen. Si su valor es más que el hexadecimal 05DC (decimal 1500), entonces es un frame Ethernet V2. Si es menor se asume que ese campo representa la longitud de los datos. 46 - 1500 7 Preámbulo 1 SFD
  12. 12. El tamaño del marco de Ethernet <ul><li>Cuando hay una colisión, se trunca la transmisión de los marcos, por lo que aparecen pedazos de marcos en la línea para diferenciarlos de marcos válidos se definió que deben tener una longitud mínima de 64 bytes desde la dirección destino hasta la suma de comprobación. </li></ul><ul><li>Además se definió como longitud máxima de los segmentos una distancia de 2500 m. </li></ul>
  13. 13. El tamaño del marco de Ethernet <ul><li>Por otro lado el tamaño mínimo del marco evita que una estación complete la transmisión de un marco corto antes de que el primer bit llegue al extremo más alejado del cable, donde podría colisionar con otro marco. </li></ul>
  14. 14. El tamaño del marco de Ethernet
  15. 15. La señal jam y colisiones legales Nodo 1 Nodo 2 Nodo 3 Segmento 1 Segmento 2 Segmento 3 Segmento 4 Segmento 5 R1 R2 R3 R4 Colisión JAM (4 bytes) Colisión El nodo 1 envía datos al nodo 2. El nodo 3 también envía datos al medio (no “escucha” al nodo 1) y hay una colisión. El nodo 3 envía un jam de 4 bytes avisando a todos que hubo una colisión. El JAM crea colisiones con otros frames que se estén transmitiendo y obliga a todas las estaciones a reiniciar sus intentos de acceder el medio . <ul><li>Las colisiones ocurren dentro de los primeros 512 bits de datos (64 bytes): </li></ul><ul><ul><li>Las colisiones típicas ocurren dentro de los primeros 48 bytes </li></ul></ul><ul><ul><li>Las redes que tienen hasta un 37% de utilización sostenida son bastante “limpias” (pocas colisiones). </li></ul></ul>
  16. 16. Topología máxima y frame mínimo Nodo 1 Nodo 2 Nodo 3 Segmento 1 Segmento 2 Segmento 3 Segmento 4 Segmento 5 R1 R2 R3 R4 La máx. trayectoria de transmisión entre dos nodos: 5 segmentos y cuatro repetidores. De los cinco segmentos 3 son no poblados, dos pueden terner estaciones conectadas. La longitud mínima del frame Ethernet es 64 bytes (512 bits). Esta longitud está basada en el peor caso de viaje de ida y vuelta. <ul><li>Los conectores de los equipos de interconexión también agregan retardos adicionales pero la red completa (topología máxima) no puede introducir más de 51.2  S de retardo. </li></ul><ul><li>La longitud mínima del frame se define como: </li></ul><ul><ul><li>El mensaje del nodo 1 debe ser lo suficientemente largo para que aun esté transmitiendo cuando la colisión sea detectada. </li></ul></ul><ul><ul><li>El mensaje interrumpido del nodo 1 debe ser lo bastante corto como para que el nodo 2 (receptor) pueda descartarlo por ser “muy corto”. </li></ul></ul>
  17. 17. El tamaño del marco de Ethernet <ul><li>A medida que aumenta la velocidad de la red, la longitud mínima del marco debe aumentar o la longitud máxima del cable debe disminuir. </li></ul><ul><li>¿Cuál sería el tamaño del marco para una red que trabaja a 100Mbps.? </li></ul>
  18. 18. En resumen ...
  19. 19. Fast Ethernet 802.3u <ul><li>Es la evolución de Ethernet a una velocidad de 100 Mbps. </li></ul><ul><li>Tiene compatibilidad con las redes Ethernet por lo tienen características similares: </li></ul><ul><ul><li>CSMA/CD </li></ul></ul><ul><ul><li>Formato de marco </li></ul></ul><ul><ul><li>Tamaño mínimo y máximo del marco. </li></ul></ul><ul><li>El tamaño del segmento varía para poder conservar la compatibilidad (250m.) </li></ul>
  20. 20. Fast Ethernet 802.3u <ul><li>100BaseT4 </li></ul><ul><ul><li>Utiliza cable categoría 3 (4 pares) </li></ul></ul><ul><ul><li>Cada par soporta 25MHz </li></ul></ul><ul><ul><li>Maneja segmentos de hasta 100m sin repetidor. </li></ul></ul><ul><ul><li>Utiliza modulación ternaria </li></ul></ul>
  21. 21. Fast Ethernet 802.3u <ul><li>100BaseTX </li></ul><ul><ul><li>Utiliza cable categoría 5 </li></ul></ul><ul><ul><li>Sólo utiliza 2 pares. </li></ul></ul><ul><ul><li>Cada par soporta 125MHz o más. </li></ul></ul><ul><ul><li>Maneja segmentos de hasta 100m sin repetidor. </li></ul></ul><ul><ul><li>Utiliza modulación 4B5B a 125MHz. </li></ul></ul><ul><ul><li>Soporta comunicación full-duplex. </li></ul></ul>
  22. 22. Fast Ethernet 802.3u <ul><li>100BaseFX </li></ul><ul><ul><li>Utiliza fibra óptica </li></ul></ul><ul><ul><li>Cada par soporta 125MHz o más. </li></ul></ul><ul><ul><li>Soporta comunicación full-duplex. </li></ul></ul>
  23. 23. En resúmen …
  24. 24. Gigabit Ethernet <ul><li>En 1995 se comenzó a desarrollar en la IEEE el estándar para poder enviar paquetes a velocidades de Gigabits a través de Ethernet. </li></ul><ul><li>Estos estándares, al igual que los de Fast Ethernet, guardan compatibilidad con sus antecesores (10 y 100 Mbps). </li></ul><ul><li>Utiliza codificación 8B/10B </li></ul>
  25. 25. Gigabit Ethernet <ul><li>Utiliza el mismo formato de marco que las versiones anteriores así como el protocolo CSMA/CD. </li></ul><ul><li>Sin embargo, debido a las restricciones que se generaron en la longitud de los segmentos (25 m.) se estableció que para Giga Ethernet el tamaño mínimo del marco es de 512 bytes. </li></ul><ul><li>Debido a lo anterior es necesario rellenar los marcos provenientes de Ethernet y Fast Ethernet para que sean compatibles con la versión de 1Gbps. </li></ul>
  26. 26. Gigabit Ethernet <ul><li>1000BaseSX </li></ul><ul><ul><li>Utiliza fibra óptica multimodo. </li></ul></ul><ul><ul><li>Soporta enlaces full-duplex </li></ul></ul><ul><ul><li>Maneja segmentos de 275m con fibra de 62.5  m </li></ul></ul><ul><ul><li>Maneja segmentos de 550m con fibra de 50  m </li></ul></ul><ul><ul><li>Las longitudes de onda van de 770 a 860 nm. </li></ul></ul>
  27. 27. Gigabit Ethernet <ul><li>1000BaseLX </li></ul><ul><ul><li>Utiliza fibra óptica multimodo o monomodo. </li></ul></ul><ul><ul><li>Soporta enlaces full-duplex </li></ul></ul><ul><ul><li>Maneja segmentos de 550m con fibra multimodo de 62.5  m </li></ul></ul><ul><ul><li>Maneja segmentos de 550m con fibra multimodo de 50  m </li></ul></ul><ul><ul><li>Maneja segmentos de 5km para fibra monomodo de 10  m </li></ul></ul><ul><ul><li>Las longitudes de onda van de 1270 a 1355 nm. </li></ul></ul>
  28. 28. Gigabit Ethernet <ul><li>1000BaseCX </li></ul><ul><ul><li>Soporta enlaces de 1Gb entre dispositivos localizados en un cuarto o un rack utilizando “jumpers” de cobre. (STP de no mas de 25m) </li></ul></ul><ul><ul><li>Cada enlace está compuesto de un STP en cada dirección. </li></ul></ul><ul><ul><li>Nunca fue implementada </li></ul></ul>
  29. 29. Gigabit Ethernet <ul><li>1000BaseT </li></ul><ul><ul><li>Utiliza par trenzado Categoría 5 </li></ul></ul><ul><ul><li>Maneja segmentos de hasta 100m. </li></ul></ul><ul><ul><li>Utiliza codificación 4D-PAM. </li></ul></ul>
  30. 30. Gigabit Ethernet

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