Transcript Ethernet / IEEE 802.3 - Centro de Capacitacion ALTHIA

ESTÁNDAR
IEEE 802
IEEE 802
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IEEE 802 es un estudio de estándares perteneciente al Instituto de
Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE), que actúa sobre Redes
de Ordenadores, concretamente y según su propia definición sobre
redes de área local (RAL, en inglés LAN) y redes de área
metropolitana (MAN en inglés). También se usa el nombre IEEE
802 para referirse a los estándares que proponen, y algunos de los
cuales son muy conocidos: Ethernet (IEEE 802.3), o Wi-Fi (IEEE
802.11), incluso está intentando estandarizar Bluetooth en el 802.15
(IEEE 802.15).
GRUPO DE TRABAJO
Ethernet / IEEE 802.3
Ethernet (también conocido como estándar IEEE 802.3) es un estándar
de transmisión de datos para redes de área local
Es el método de conexión más extendido porque permite un buen
equilibrio entre velocidad, costo y facilidad de instalación. Facilidad de
soportar prácticamente todos los protocolos de red,
Consigue velocidades de conexión de 10 Mbits/s aunque existen
especificaciones de velocidades superiores como es el caso de Fast
Ethernet que llega a conseguir hasta 100 Mbits/s.
Es más comunes en redes locales LAN.
Ethernet es una tecnología muy usada ya que su costo no es muy
elevado.
El Sistema Ethernet
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Ethernet es una tecnología de redes de área local (LAN) que
transmite información entre computadores a una velocidad de 10
Mbps (Ethernet), 100 Mbps (Fast Ethernet) ó 1000 Mbps (Gigabit
Ethernet). [Se está desarrollando 10Gigabit Ethernet- norma es la
IEEE-802.3ae, junio 17 2002]
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Los medios que soporta 10 Mbps son coaxial grueso (thick), coaxial
delgado (thin), par trenzado (twisted-pair) y fibra óptica.
Los medios que soporta 100 Mbps son par trenzado y fibra óptica
Los medios que soporta 1000 Mbps son par trenzado y fibra óptica
10 GigaBit Ethernet solo soporta fibra óptica para backbones
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Ethernet es una tecnología de
red muy popular
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Desde el primer estándar la especificación y los
derechos de construcción han sido facilitados a quien
quiera.
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“The invention of Ethernet as an open, non-propietary, industrystandard local network was perhaps even more significant than
the invention of Ethernet technology itself” Robert M. Metcalfe
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Las LAN Ethernet soportan diferentes marcas de
computadores
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Los equipos (computadores) vienen con interfaces
Ethernet 10/100.
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Cuatro elementos básicos del
sistema Ethernet
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Ethernet consta de cuatro elementos básicos:
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El medio físico: compuesto por los cables y otros elementos de hardware,
como conectores, utilizados para transportar la señal entre los computadores
conectados a la red.
Los componentes de señalización: dispositivos electrónicos estandarizados
(transceivers) que envían y reciben señales sobre un canal Ethernet.
El conjunto de reglas para acceder el medio: protocolo utilizado por la
interfaz (tarjeta de red) que controla el acceso al medio y que le permite a los
computadores acceder (utilizar) de forma compartida el canal Ethernet.
Existen dos modos: half y full duplex.
El frame (paquete) Ethernet: conjunto de bits organizados de forma
estándar. El frame es utilizado para llevar los datos dentro del sistema
Ethernet. También recibe el nombre de marco o trama.
Operaciones de Ethernet e IEEE 802.3
Ethernet y IEEE 802.3 se componen de tres
operciones básicas:
Broadcasting
Acceso al Medio
Detección de Colisión
Ethernet Broadcasting
En los entornos basados en Broadcast, todas las estaciones
ven todos los paquetes que circulan por la Red. Siguiendo
cualquier transmisión cada estación debe examinar cada
paquete si ella es la estación de destino.
Ethernet Media Access
La Ethernet CSMA/CD de acceso al medio trabaja de la siguiente manera:
1. Cualquier estación de
cualquier momento.
CSMA/CD LAN puede acceder a la Red en
2. Antes de enviar los datos, CSMA/CD Las estaciones verifican el tráfico
de la Red.
3. Una estación que esta esperando enviar un dato espera hasta que no
haya tráfico.
CSMA/CD, es el acronimo de Carrier Sense Multiple Acces/Collision Detect.
Detección de Colisión Ethernet
Ethernet es un entorno basado en conexión. Una colisión ocurre
cuando 2 estaciones de trabajo escucharon el trafico y no hay
nada, entonces transmiten simultáneamente. Ambas transmiten
datos dañados, luego transmiten en algún tiempo aleatorio.
Colisiones y dominios de
colisión.
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Colisiones.
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Cuando dos bits se propagan al mismo tiempo en la
misma red, se produce una colisión.
Se pueden producir problemas graves del exceso de
trafico en la red.
Los segmentos de una red conectados únicamente por
dispositivos no filtrantes, como los repetidores,
incrementan el numero de colisiones en la red.
Ethernet solo permite un paquete de datos a la vez pueda
acceder al cable.
El área dentro de la red donde se originan los datos y
colisionan, se denomina dominio de colisión.
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Identificadores IEEE
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La IEEE asignó identificadores a los diferentes
medios que puede utilizar Ethernet. Este identificador
consta de tres partes:
10
Rapidez de transmisión
(10 Mega bits por segundo)
Base
T
Tipo de señalización utilizada
(Base Band: Significa que a través
del medio sólo se presta un servicio:
transportar señales Ethernet
Información sobre
el medio físico
(Par trenzado)
Convención de Nombres
Ethernet / IEEE 802.3
Nombres Ethernet / IEEE 802.3
Se distinguen diferentes variantes de tecnología Ethernet según el tipo y el diámetro de los
cables utilizados:
• 10Base2: el cable que se usa es un cable coaxial delgado, llamado thin
Ethernet.
•10Base5: el cable que se usa es un cable coaxial grueso, llamado thick
Ethernet.
•10Base-T: se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y
alcanza una velocidad de 10 Mbps.
•100Base-FX: permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una
fibra óptica multimodo (la F es por Fiber).
Nombres Ethernet / IEEE 802.3
•100Base-TX: es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces
mayor (100 Mbps).
•1000Base-T: utiliza dos pares de cables trenzados de categoría 5 y
permite una velocidad de 1 gigabite por segundo.
•1000Base-SX: se basa en fibra óptica multimodo y utiliza una longitud
de onda corta (la S es por short) de 850 nanómetros (770 a 860 nm).
•1000Base-LX: se basa en fibra óptica multimodo y utiliza una longitud
de onda larga (la L es por long) de 1350 nanómetros (1270 a 1355 nm).
Identificadores IEEE
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10Base5: Sistema original. Coaxial grueso. Transmisión banda
base, 10Mbps y la máxima longitud del segmento es 500 m.
10Base2: Coaxial delgado. 10 Mbps, transmisión banda base y la
máxima longitud del segmento es de 185 m.
FOIRL (Fiber Optic Inter-Repeater Link) Fibra óptica multimodo, 10
Mbps, banda base, hasta 1000 m de distancia.
10Broad36: Diseñado para enviar señales 10 Mbps sobre un
sistema de cable de banda amplia hasta una distancia de 3600
metros (actualmente reemplazado por sistema de fibra óptica).
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Un sistema broadband -banda amplia- soporta múltiples servicios sobre
un mismo cable al utilizar frecuencias separadas. La televisión por
cable es un ejemplo de un sistema broadband pues lleva múltiples
canales de televisión sobre el mismo cable.
10 Base-5
También conocida como THICK ETHERNET (Ethernet grueso), es la
Ethernet original. Fue desarrollada originalmente a finales de los 70
pero no se estandarizó oficialmente hasta 1983
Topología: Bus o lineal con cable coaxil y en cada extremo un
terminador.
10 Base-5
Características
10 Base-5
Ventajas:
Es posible usarlo para distancias largas.
Tiene una inmunidad alta a las interferencias.
Conceptualmente es muy simple.
Inconvenientes
Inflexible. Es difícil realizar cambios en la instalación una vez
montada.
Intolerancia a fallos. Si el cable se corta o falla un conector, toda
la red dejará de funcionar.
Dificultad para localización de fallos.
10 Base-5
Aplicaciones actuales
10 Base-2
Se puede decir que 10 Base-2 es la versión barata de 10 Base-5. Por
esto, también se le conoce Thin Ethernet (Ethernet fino) o cheapernet(red barata).
10 Base-2
Características
10 Base-2
Ventajas:
Simplicidad. No usa ni concentradores, ni transcentores.
Debido a su simplicidad es una red bastante económica.
Tiene una buena inmunidad al ruido.
Inconvenientes
Inflexible. Es bastante difícil realizar cambios.
Intolerancia a fallos. Si el cable se corta o falla un conector, toda la red
dejará de funcionar.
Dificultad para localización de fallos.
El cable RG-58, se usa sólo para este tipo de red local, por lo que no podrá
ser usado para cualquier otro propósito como ocurre con otro tipo de cables.
10 Base-2
Aplicaciones en la actualidad
Backbone
10 Base-T
10 Base-T usa una topología en estrella consistente en que desde cada nodo
va un cable al un concentrador común que es el encargado de
interconectarlos. Cada uno de estos cables no puede tener una longitud
superior a 90m.
10 Base-T
Cable Usado:
El cable usado se llama UTP que consiste en cuatro pares
trenzados sin apantallamiento.
También existen cables similares al UTP pero con
apantallamiento que se llaman STP (Par Trenzado
Apantallado mediante malla de cobre)
FTP (Par Trenzado apantallado mediante papel de
aluminio).
10 Base-T
Cable Usado: De los 8 hilos de que dispone en el cable UTP, sólo se usan
cuatro para los datos de la LAN (dos para transmisión y dos para la recepción)
por lo que quedan otros cuatro utilizables para otros propósitos (telefonía,
sistemas de seguridad, transmisión de vídeo, etc.).
El conector usado es similar al utilizado habitualmente en los teléfonos pero
con 8 pines.
10 Base-T Características
10 Base-T
Ventajas:
Aislamiento de fallos. Debido a que cada nodo tiene su propio cable hasta
el concentrador.
Fácil localización de averías. Cada nodo tiene un indicador en su
concentrador indicando que está funcionando correctamente.
Alta movilidad en la red. Desconectar un nodo de la red, no tiene ningún
efecto sobre los demás.
Aprovechamiento del cable UTP para hacer convivir otros servicios. De los
cuatro pares (8 hilos) de que dispone, sólo se usan dos pares (4 hilos) para
los datos de la LAN por lo que quedan otros dos utilizables para otros
propósitos (telefonía, sistemas de seguridad, transmisión de vídeo, etc.).
10 Base-T
Inconvenientes:
Distancias. 10 Base-T permite que la distancia máxima entre el
nodo y el concentrador sea de 90m.
Sensibilidad a interferencias externas. El cable coaxial usado en
otras tecnologías es más inmune a interferencias debido a su
apantallamiento. En la mayoría de los casos, el trenzado interno que
lleva el cable UTP es suficiente para evitarlas. En instalaciones con
posibilidades grandes de interferencias exteriores, se puede usar el
cable FTP o el STP que es igual que el UTP pero con protección por
malla.
Comparación Velocidad - Distancia
Medio
Ancho/Banda
Distancia
10Base2
10-100Mbps
185m
10Base5
10-100Mbps
500m
10BaseT
10Mbps
100m
100BaseTX
100Mbps
100m
100Base-FX
100Mbps
2000m
1000Base-LX
1000Mbps
3000m
RESUMEN
Regla 5-4-3
La regla 5-4-3 limita el uso de repetidores y dice que entre
dos equipos de la red no podrá haber más de 4
repetidores y 5 segmentos de cable. Igualmente sólo 3
segmentos pueden tener conectados dispositivos que
no sean los propios repetidores, es decir, 2 de los 5
segmentos sólo pueden ser empleados para la
interconexión entre repetidores.
Regla 5-4-3
Los repetidores son equipos que actúan a nivel físico. Prolongan la longitud de la
red uniendo dos segmentos (incluso con diferentes tipos de cableado).
Si un repetidor detecta muchas colisiones de datos en uno de sus puertos, asume
que el conflicto se ha producido en ese segmento y lo aísla del resto. De esta
forma se evita que el incidente se propague al resto de la red.
Un repetidor es la expresión mínima de un concentrador
Su función básica es la de repetir los datos recibidos por un puerto y enviarlos
inmediatamente por todos los demás
Regla 5-4-3
La regla 5-4-3 limita el uso de repetidores y dice que entre
dos equipos de la red no podrá haber más de 4
repetidores y 5 segmentos de cable.
Igualmente sólo 3 segmentos pueden tener conectados
dispositivos que no sean los propios repetidores, es
decir, 2 de los 5 segmentos sólo pueden ser empleados
para la interconexión entre repetidores.
Es conveniente señalar que para contar el número de
repetidores no se cuenta el total de los existentes en la red,
sino sólo el número de repetidores entre dos puntos
cualquiera de la red.
Regla 5-4-3
Si observamos la figura, podemos ver que se ha trazado en verde el camino que
existe entre los PCs llamados A y D. Cada concentrador (B y C) es un repetidor.
Si lo analizamos podemos ver que entre A y D hay un total de 3 segmentos de
cable y dos repetidores. Esta red cumple la regla 5-4-3
Regla 5-4-3
En esta red existen 5 repetidores (concentradores en este caso) conectados
en topología de árbol. Se puede ver trazada la ruta existente entre el
ordenador A y el B que este caso son los puntos más distantes de la red. Si se
analiza se puede ver que existen 5 repetidores y 6 segmentos de cable entre
ellos
Regla 5-4-3 Soluciones
Si una red excede la regla 5-4-3 se puede resolver el problema usando un
switch o un bridge en el lugar adecuado. Un ejemplo puede ser la red siguiente
que no cumple la regla.
Se podría respetar esa arquitectura simplemente con sustituir el concentrador
raíz o principal por un switch. De esta forma tendríamos dos redes separadas a
nivel de colisiones aunque unidas a nivel de datos y en ambas se cumpliría la
regla 5-4-3