EQUIPO:
CASTAÑEDA DIAZ MARISOL
LOPEZ HERNÁNDEZ DORA ALEJANDRA
MORENO LOPEZ PERLA KARINA
TEMAS
Control de enlaces lógicos 802.2
Define el protocolo que asegura que los datos se transmiten de
forma fiable a través del enlace de comunicaciones LLC Logical Link Control. En
los bridges estos dos subniveles se utilizan como un mecanismo modular de
conmutación.
A un frame que llega a una red Ethernet y se destina a una red
token ring, se le desmonta su header de frame ethernet y se empaqueta con un
header de token ring.
El LLC suministra los siguientes servicios:
v
Servicio orientado a la conexión
en el cual se establece una sesión con un destino y se libera cuando se
completa la transferencia de datos.
v
Servicios orientados a la
conexión con reconocimiento parecido al anterior, en el cual se confirma la
recepción de los paquetes.
v
Servicio sin
reconocimiento no orientado a la conexión en el cual no se establece una
conexión ni se confirma su recepción.
La capa LLC("Logical Link
Control") de 802.2
El IEEE 802.3 usa un concepto conocido como LSAP("Link
Service Access Point") que utiliza una cabecera de 3 bytes:
Figura: Cabecera de LSAP en IEEE 802.2
donde DSAP y SSAP significan Destination y Source Service Access Point,
respectivamente. Los números para estos campos son asignados por un comité
IEEE.
Debido al número creciente de aplicaciones que emplean IEEE 802
como protocolo para los niveles inferiores, se le hizo una extensión en la
forma del SNAP ("Sub-Network Access Protocol"). Se trata de una
extensión a la cabecera de LSAP, y el valor 170 de los campos SSAP y DSAP
indica su uso.
Figura: Cabecera de LSAP en IEEE 802.2
Norma
IEEE 802.3 y ethernet
IEEE 802.3 es un protocolo de CSMA/CD con persistencia de 1 para
las LANs. Cuando una estación quiere transmitir, escucha al cable. Si el cable
está ocupado, la estación espera hasta que esté desocupado; de otra manera transmite
inmediatamente. Si hay un choque, las estaciones involucradas esperan por
períodos aleatorios.
Cables
10Base5 (Ethernet gruesa). Usa un cable coaxial grueso y tiene
una velocidad de 10 Mbps. Los segmentos pueden ser hasta 500 m en longitud con
hasta 100 nodos. Se hacen las conexiones usando derivaciones de vampiro: se
inserta un polo hasta la mitad del cable. La derivación es dentro un
transceiver, que contiene la electrónica para la detección de portadores y
choques. Entre el transceiver y el computador es un cable de hasta 50 m. A
veces se pueden conectar más de un computador a un solo transceiver. En el
computador hay un controlador que crea marcos, hace checksums, etc.
10Base2 (Ethernet delgada). Usa un cable coaxial delgado y dobla
más fácilmente. Se hacen las conexiones usando conectores de T, que son más
fáciles para instalar y más confiables. Ethernet delgada es más barata y más
fácil instalar pero los segmento pueden ser solamente 200 m con 30 nodos. En
10Base2 el transceiver está en el computador con el controlador. La detección
de derivaciones malas, rupturas, y conectores flojos es un gran problema con
ambas. Un método que se usa es la medición de la propagación y la reflexión de
un pulso en el cable.
10Base-T. Simplifica la ubicación de rupturas. Cada estación
tiene una conexión con un hub (centro). Los cables normalmente son los pares
trenzados. La desventaja es que los cables tienen un límite de solamente 100 m,
y también el costo de un hub puede ser alto.
10Base-F. Usa la fibra óptica. Es cara pero buena para las
conexiones entre edificios (los segmentos pueden tener una longitud hasta 2000
m). Para eliminar el problema con las longitudes máximas de los segmentos, se
pueden instalar repetidores que reciben, amplifican, y retransmiten las señales
en ambas direcciones. La única restricción es que la distancia entre cualquier
par de transceivers no puede ser más de 2,5 km y no puede haber más de cuarto
repetidores entre transceivers.
Codificación
de Manchester
En 802.3 no hay ningún reloj de maestro. Este produce un
problema en la detección de bits distintos (por ejemplo, ¿cómo se detectan dos
bits de 0 en vez de tres?). En la codificación de Manchester se usan dos
señales para cada bit. Se transmite un bit de 1 estableciendo un voltaje alto
en el primer intervalo y un voltaje bajo en el segundo (un bit de 0 es el
inverso). Porque cada bit contiene una transición de voltajes la sincronización
es sencilla.
Marcos
El preámbulo es 7 bytes de bits que se alternan. La codificación
de Manchester de esto produce una onda que el recibidor puede usar para
sincronizar su reloj con el mandador. Después está el inicio del marco. La
dirección de destino puede tener un bit alto de 1, que indica la dirección de
un grupo. Todas las estaciones reciben los marcos que tienen este bit
encendido, lo que permite el multicast. Una dirección de todos unos es para el
broadcast. El próximo bit distingue entre las direcciones locales y las
globales, que son únicas en el mundo. La longitud no puede ser 0; un marco debe
ser por lo menos 64 bytes. Hay dos razones. Simplifica la distinción entre
marcos válidos y basura producida por choques. Más importante permite que el
tiempo para mandar un marco es suficiente para detectar un choque con la
estación más lejana. Para una LAN de 10 Mbps con una longitud máxima de 2500
metros y cuatro repetidores, el marco mínimo debe tomar 51,2 microsegs, que
corresponde a 64 bytes. Se rellena si no hay suficientes datos. Nota que con
redes más rápidas se necesitan marcos más largo o longitudes máximas más
cortas.
Protocolo
de sub capa MAC para 802.3
La estructura del frame para un 802.3 es: El header de 7 octetos
contiene el patrón 10101010 en cada octeto, generándose un pulso cuadrado de 10
MHz durante 5,6 ms, permitiendo que el reloj del receptor se sincronice con el
del transmisor.
El octeto de inicio del frame contiene el patrón 10101011 para
denotar el inicio del mismo. En el campo de dirección de destino, el primer bit
(el 47) es 0 a menos que indique que es dirección de grupo, en cuyo caso el bit
es un 1.
Las direcciones de grupo autorizan a múltiples estaciones a
recibir el mensaje.
Con todos los bits del destino en 1 se pretende una difusión
completa, o transmisión promiscua, incluyendo los bridges.
El bit 46 se emplea para distinguir las direcciones locales de
las de naturaleza global. Las direcciones locales son asignadas por el
administrador de red en cuanto las globales son asignadas por el IEEE para que
no exista ningún duplicado en todo el mundo.
Se espera que con 46 (48-2) bits, aproximadamente 7 x 1013
direcciones, no se produzcan duplicados, siendo problema de la capa de red el
como encontrar la estación direccionada.
El campo de datos puede tener entre 0 y 1.500 octetos.
Se establece que un frame tiene como mínimo 64 octetos, por lo
cual si un campo de datos es igual a cero, se utilizará el campo de relleno
para mantener el mínimo de 64 octetos.
Los 4 últimos octetos son para el código de redundancia cíclica
o CRC de 32 bits calculado por el tx y verificado por el rx; aceptándose el
frame si hay coincidencia entre el CRC recibido y el calculado.
El CSMA/CD no proporciona asentimiento, por lo que es necesario
enviar un nuevo frame de confirmación desde el destino al origen.
El checksum es CRC.
Algoritmo de retiro de manera exponencial binaria. Después de un
choque se divide el tiempo en intervalos de 2t, que es 51,2 microsegs. Después
del choque i cada estación elige un número aleatorio entre 0 y 2i-1 (pero con
un máximo de 1023) y espera por un período de este número de intervalos.
Después de 16 choques el controlador falla. Este algoritmo adapta
automáticamente al número de estaciones que están tratando de mandar. Con más y
más estaciones y tráfico en una LAN de 802.3, se satura la LAN. Una posibilidad
para aumentar el rendimiento del sistema sin usar una velocidad más alta es una
LAN 802.3 conmutada.
El conmutador consiste en un backplane en que se insertan 4 a 32
tarjetas que tienen uno a ocho puertas de (por lo general) 10BaseT. Cuando un
marco llega en la tarjeta, o se reenvía a una estación conectada a la misma
tarjeta o se reenvía a otra tarjeta. En un diseño cada tarjeta forma su propio
dominio de choques. Es decir, cada tarjeta es un LAN, y todas las tarjetas
pueden transmitir paralelamente. Otro diseño es que cada puerta forma su propio
dominio de choques. La tarjeta guarda los marcos que llegan en RAM y los
choques son raros. Este método puede aumentar el rendimiento de la red un orden
de magnitud.
Formato de una trama.
El preámbulo
consiste en 7 octetos con la palabra 10101010.
El codificador Manchester, genera a partir del
preámbulo, una onda cuadrada de 10MHz, durante 5.6 μ seg. (corresponde a transmitir
7 octetos a 10Mbps). Esto permite que el reloj del receptor se pueda
sincronizar.
El inicio de la trama se marca con el
código 10101011.
Los campos de dirección pueden ser de 2 o 6
octetos, según está definido. Sólo es de 6 octetos si se utiliza la velocidad
de 10Mbps.
Las direcciones de destino pueden representar
estaciones individuales o grupos de
estaciones. Esto está definido en los bits 47 y 48 de la
dirección.
DIRECCIÓN DE 48 BITS
El bit de mayor peso (48) del campo de dirección,
indica si la dirección es de una estación (0) o un grupo de estaciones (1).
Si todos los bits de dirección valen 1, la trama
va destinada a todas las estaciones
(difusión).
El bit que le sigue al de mayor peso en el campo
de direcciones (47) indica si la dirección es local, (solo vale para el ámbito
de la red) o global (válida y única en todo el mundo, asignada por IEEE).
Quitando los dos bits anteriores tenemos 2 46
posibles direcciones, por lo tanto este
formato tiene una capacidad de 4.228.250.625 direcciones a
repartir en todo el mundo. Estas direcciones están incluidas en la tarjeta
ethernet que adquirimos y no se pueden
cambiar.
El
campo de longitud indica los octetos que contiene el campo de datos (en el
formato ethernet, este campo indica el tipo de protocolo que va en el campo de
datos). El campo de datos puede tener una longitud de hasta 1500
octetos.
El
campo de relleno se utiliza para introducir bits de relleno cuando sea
necesario.
Debe cumplirse que el tiempo de transmisión sea
mayor que el tiempo vulnerable de
colisión (Xp >> 2t p) . De esta forma si una trama
colisiona con otra, la colisión se produce
durante la transmisión. Esto permite la detección de colisión,
ya que hay que comparar la
señal que se envia con la que hay en la línea.
La máxima longitud del cable que permite la norma
es 2500 m. Ë 2t pmax =51.2 seg.
En marzo de 1996, el
comité 802 de IEEE aprobó el proyecto estándar Gigabit Ethernet 802.3z. A la
vez muchas 54 compañías expresaron el interés de participar en el proyecto de
estandarización, la Alianza Gigabit Ethernet fue formada en mayo de 1996 por 11
compañías: 3Com, Bay Networks, Cisco Systems, Compaq Computer, Granite Systems,
Intel Corporation, LSI Logic, Packet engines, Sun Microsystems Computer
Company, UB Networks y VLSI Technology.
La alianza representa un
esfuerzo de multi-vendor para proveer sistemas abiertos e inter-operables de
productos Gigabit ethernet. Los objetivos de la alianza son:
·
Ser
una extensión de soporte para las redes existentes Ethernet y Fast Ethernet que
requieren la demanda de un mayor ancho de banda.
·
Proponer
el desarrollo de técnicas para la inclusión en el estándar.
·
Establecer
pruebas de procedimientos y procesos de inter-operabilidad.
Capa Física
La capa física de Gigabit
Ethernet esta formada por un mixto o híbrido entre las tecnología Ethernet y la
Especificación de Canales por Fibra ANSI X3T11. Gigabit Ethernet es acepta
finalmente 4 tipos de medios físicos, los cuales son definidos en 802.3z
(1000Base-X) y 802.3ab (1000Base-T)
1000Base-X
En el estándar 1000Base-X
la capa física es el Canal de Fibra. El Canal de Fibra es una tecnología de
interconexión entre workstation, supercomputadoras, dispositivos de
almacenamiento de información y periféricos. El Canal de Fibra tiene una
arquitectura de 4 capas. La más baja tiene 2 capas FC-0 (Interfaz y Medio) y FC-1
(Codificador y Decodificador), estas son usadas en Gigabit Ethernet.
Hay 3 tipos de medios de
trasmisión que son incluidos en el estándar 1000Base-X:
·
1000Base-SX:
usa una fibra multi-modo, 850nm.
·
1000Base-LX:
puede ser usada tanto mono-modo y multi-modo, 1300mn.
·
1000Base-CX:
usa un cable par trenado de cobre (STP).
Distancias soportadas por
los distintos tipos de cable:
100Base-T
El estándar 1000Base-T de Gigabit Ethernet emplea como medio de
trasmisión un cable UTP, usando 4 pares de líneas de categoría 5 UTP.
Capa MAC
La capa MAC de Gigabit
Ethernet usa el mismo protocolo de Ethernet CSMA/CD. La máxima longitud del
cable usado para interconectar las estaciones está limitado por el protocolo CSMA/CD.
Si 2 estaciones detectan el medio desocupado y comienzan la trasmisión ocurrirá
una colisión.
Ethernet tiene una trama
mínima de 64 bytes, la razón de tener un tamaño mínimo en la trama es para
prever que las estaciones completen la trasmisión de una trama antes de que le
primer bit sea detectado al final del cable, donde este puede chocar con otra
trama. Sin embargo, el tiempo mínimo de detección de colisión es el tiempo que
toma una señal en propagarse por desde un extremo a otro del cable. Este tiempo
mínimo es llamado Slot Time or Time Slot, que es el número de bytes que pueden
ser trasmitidos en un Time Slot, en Enthernet el Slot Time es de 64 bytes, la
longitud mínima de trama).
La longitud máxima de un
cable en Ethernet es de 2.5 Km (con un máximo de 4 repetidores). Como la tasa
de bit se incrementa hace aumente la velocidad de transmisión. Como resultado,
si el mismo tamaño de la trama y la longitud del cable se mantienen, entonces
la estación puede también trasmitir una trama a gran velocidad y no detectar
una colisión al final del otro cable. Entonces, una de las siguientes cosas se
deben hacer: (i) Mantener una longitud máxima del cable e incrementar el time
slot (y por eso, un tamaño mínimo en la trama) o (ii) Mantener un mismo time
slot y decrementar la longitud del cable o ambos. En Fast Ethernet la longitud
máxima del cable es reducida a 100 metros, dejando el tamaño de la trama en
mínimo y el time slot intacto.
Gigabit Ethernet mantiene
los tamaños mínimos y máximos de las tramas de Ethernet. Desde que Gigabit
Ethernet es 10 veces más rápida que Fast Ethernet mantiene el mismo tamaño del
slot, máxima longitud del cable deberá ser reducida a 10 metros, el cual no es
muy usado. En lugar de ello, Gigabit Ethernet usa un gran tamaño del slot,
siendo de 510 bytes. Para mantener la compatibilidad con Ethernet, el mínima
tamaño de la trama no es incrementado, pero el "carrier event" es
extendido. Si la trama es más corta que 512 bytes, entonces agregamos símbolos
de extensiones. Hay símbolos especiales, los cuales no sucede en la carga útil
o de valor.
Esta Lan es principalmente
usada para redes con fibra óptica.
Esta
siendo actualmente investigada, para realizar diseño y fabricación de módulos optoelectrónicos
de alta densidad y gran ancho de banda con destino a los fabricantes de
infraestructura para Internet.
En esta topología, todos
los elementos de la red están interconectados a través de un bus lógico, lo
cual lleva a un funcionamiento muy particular. Este tipo de red está ubicado en
el nivel de enlace de la capa OSl y se encuentra documentada en Ja norma
Ethernet 802.3 de IEEE ( ). Como el bus es compartido Ethernet necesita
verificar la disponibilidad de la portadora ( arbitrariedad), para esto se basa
en el algoritmo carrier sense mu/tiple access col/isbn detect (CSMAJCD) (acceso
múltiple por sensado de portadora y detección de colisión), cuya función se
resume en los siguientes pasos:
Paso 1 Escucha y define si alguna trama
se recibe
Paso 2 Si no hay ninguna trama en el bus
Ethernet, entonces transmite
Paso 3 Si hay alguna trama en el bus
Ethernet, espera y luego escucha de nuevo.
Paso 4 Mientras esta enviando, si una
colisión ocurre, para, espera y escucha de nuevo.
Esta tecnología fue creada
por Digital Equipement Corporation, Intel y Xerox, con lo cual se llamo
inicialmente DIX Ethernet, luego la IEEE realizó mejoras importantes para hoy
llamarse simplemente Ethernet, aunque el prefijo DIX no sobra.
Las redes Ethernet aparecen bajo
diferentes nombres, que no hacen más que indicar la velocidad, el tipo de señal
a utilizar, el medio y la distancia máxima. Por ejemplo lOBase2, significa que
opera a una velocidad de lOMbps, en banda base, por coaxial y a una distancia
máxima de 200métros. lOBaseT, significa lOMbps, en banda base, por par trenzado
y hasta 100 metros.
Ethernet no ha
evolucionado tan rápido como los medio físicos que la sustentas, pero si ha
alcanzado la suficiente velocidad como para responder a las necesidades de
ancho de banda de las aplicaciones actuales. Los desarrollos en hardware y en
quipos de concentración y suicheo, la han llevado a convertirse en la red LAN
por excelencia. Su velocidad llega inclusive a iGigabit por segundo, en lo que
se conoce como Gigabit Ethernet.
Esta red es principalmente
usada para texto, pero tiene varios niveles de servicio:
·
Nível 1: Servicios telefónicos antiguos
·
Nível 2: Servicios telefónicos y aplicaciones
de tipo 3
·
Nível 3: Hasta 16 Megahertz
Es para transmisiones de baja velocidad, como lo son transmisiones
asíncronas, sistemas de telefonía y transmisión de datos en Ethernet.
·
Nível 4: Hasta 20 Megahertz
Categoría 4, la cual se utiliza en aplicaciones de redes Token Ring y Ethernet.
·
Nível 5: Hasta 100 Megahertz, 1000 BaseT ATM
Diseñada para manejar cualquier aplicación basada en cable de cobre para datos,
voz y video, de alta velocidad.
·
Nível 5e: Hasta 150 Megahertz, 1000 BaseT ATM
Fast
Nível 6: Hasta 200 Megahertz, todo esto dentro de los niveles de
los 100 ohmz en UTP y 150 Ohmz en STP.
Este estándar permite transmitir datos a 1000 megabits por segundo
(Mbps) en LANs Ethernet Gigabit, lo que equivale a 10 veces más velocidad en
las conexiones convencionales Ethernet 10/100BASE-T.
Las soluciones LAN Gigabit Ethernet pueden aplicarse siempre que
funcione Fast Ethernet. Es una inversión sencilla y eficaz que puede solucionar
con facilidad y rapidez los cuellos de botella de las conexiones de red.
Para el estándar 802.3 se debe utilizar la topología tipo bus,
ya que el estándar 802.3 nos dice que debemos esperar a que el cable este libre
para poder transmitir información, de lo contrario la información no se
transmite, los cables que se pueden usar son: fibra óptica, coaxial y UTP