Redes de Área
Á
Local
Capítulo 4: Ethernet y la capa de
enlace de datos
Eduardo Interiano
Ethernet







Introducción, antecedentes
Tecnologías y cableado Ethernet
Operación de Ethernet
IEEE 802.2: Logical Link Control
Direccionamiento físico
Método de acceso al medio
Ventajas y desventajas de Ethernet
Antecedentes de Ethernet




Es la tecnología de LAN más usada en la
p
originalmente
g
en
actualidad ; implementada
XEROX en 1970.
Su creador Robert Metcalfe se basó en
ALOHA, desarrollado por Norm Abramson
En 1983 se publica como estándar ANSI/IEEE
802.3
Utili llas ttopologías
Utiliza
l í b
bus y estrella
t ll en b
banda
d
base (baseband); aunque también en banda
ancha
h (b
(broadband).
db d)
Las tecnologías Ethernet


Existen varias tecnologías Ethernet que han
evolucionado desde la Ethernet original
Para nombrarlas se usan letras y números
Tipo de modulación
VV dXX
VVmodXX
Velocidad en Mbps
p
Tipo
p de medio
Tecnologías Ethernet
Velocidades Modulación Medio
Mbps
10
BASE
100
BASE
FastEthernet
1000
GigabitEthernet
g
BASE
Descripción
2
5
T
T
F
Coaxial delgado
C
Coaxial
i l grueso
Cable UTP
Cable UTP
Fibra óptica
T
F
Cable UTP
Fibra óptica
Los tipos más comunes de
topologías físicas en Ethernet

Bus


Estrella
extendida
Estrella
Tipos de transmisión en Ethernet

BANDABASE



La señal transmitida por el medio no sufre ningún
tipo de modulación, se transmite en banda base.
Este es el tipo más usado en redes Ethernet
BROADBAND

La señal se modula como en la televisión por
cable, usando división de frecuencia
Tecnologías Ethernet (2)

ETHERNET
10BASE5, 10BASE2

10BASET

FAST ETHERNET (IEEE 802.3u, 1995)
100BASET4, 100BASETX, 100BASEFX

GIGABIT ETHERNET (IEEE 802.3z, 1998)
1000BASET, 1000BASEFX
Fast Ethernet: Tecnologías

Tipos de Fast Ethernet

Características

Usa topología física estrella

Longitud máxima de 100 metros por segmento de
cable UTP y de 500 metros con fibra multimodo
Gigabit Ethernet: Tecnologías

Tipos de Gigabit Ethernet

Características


Soporta autoconfiguración de velocidades como
lo hace FastEthernet
Usa topología física estrella
Comparando OSI e IEEE 802.3
Introducción a las redes Ethernet, 2009
La capa de enlace de datos

La IEEE subdividió la capa de enlace de
datos en dos subcapas:

La subcapa
L
b
LLC (L
(Logical
i l Li
Link
kC
Control)
t l) o subcapa
b
de control de enlace lógico

La subcapa MAC (Media Access Control) o
subcapa
b
d
de control
t ld
de acceso all medio
di
IEEE 802.2: Control de enlace
lógico (LLC: Logical Link Control)

Fue creada con el propósito de proporcionar
p superiores
p
((capa
p de red)) una
a las capas
interfaz independiente de la tecnología
empleada en la capa de enlace de datos y en
la capa física



Esconde las diferencias entre las varias clases de
redes IEEE 802
Provee una interfaz y formato único a la capa de
red
d
El protocolo, formato e interfaz es muy similar al
protocolo HDLC
Estándares IEEE 802 (extracto)
802.1
Nivel MAC de puentes y su administración
802.2
Control de enlace lógico (LLC: Logical Link Control)
802.3
CSMA/CD (Ethernet, 10BASE5, 10BASE2, 10BASET, 10Broad36)
802.4
Token Bus (MAP/TOP)
802.5
Token Ring (IBM 4 ó 16Mbps)
802.6
Red de área metropolitana (MAN: Metropolitan Area Network)
802 7
802.7
R dd
Red
de á
área llocall en b
banda
d ancha
h (Broadband Local Area Network)
802.8
Fibra óptica con CSMA/CD
802 9
802.9
Integración de sistemas para voz y datos
802.10 Seguridad
802 11 Redes inalámbricas
802.11
802.12 100VG Any LAN
La subcapa MAC



Se encarga de la topología lógica de la red y
del método de acceso a ésta
Cada tecnología de red tiene una subcapa
MAC diferente
En la subcapa MAC residen las direcciones
MAC.

Una dirección MAC ((Media Access Control))
posee seis bytes y se escribe como 12 dígitos
hexadecimales.
Tecnología de broadcast

Broadcast
Tipos de mensajes

Unicast

Multicast

Broadcast
Ethernet: protocolo de la
subcapa MAC

La forma en que las redes Ethernet
transmiten sus datos se llama datagrama o
trama

Las tramas tienen una longitud mínima de 64
bytes y una longitud máxima de 1518 bytes
((1522 para IEEE802.1Q))
Trama Ethernet e IEEE 802.3
Ethernet /IEEE802.3
7
Tipo/
Descripción de la trama
Ethernet (1)




Preámbulo: Para sincronizar los receptores (7 bytes
10101010).
Delimitador del inicio de trama (SDF: Start Frame
Delimiter): es el byte 10101011. Indica dónde
realmente inician los campos de información útil.
Dirección destino ((Destination Address):
) contiene la
dirección MAC de la computadora destino(Media
Access Control).
Dirección fuente (Source Address): La dirección
MAC de la computadora que originó la trama.
Descripción de la trama
Ethernet (2)



Tipo de trama o longitud (Type or Length): Para
Ethernet este campo determina el tipo de trama que
se está
tá enviando;
i d para ell campo d
de longitud,
l
it d este
t
valor indica el número de bytes del campo de
información Límite para longitud < 2048d o 0800h
información.
0800h.
Datos: Aquí viajan los datos e información acerca
protocolo de comunicaciones q
que se está
del p
usando.
Secuencia de verificación de trama (FCS o CRC):
Es un código de redundancia cíclica de 32 bits
aplicado a los cuatro campos anteriores. Sirve para
detectar errores; pero
pero, no para corregirlos
corregirlos.
Las direcciones MAC (1)


Los tres primeros bytes
identifican a la compañía
fabricante (OUI) y los
otros tres bytes son el
número de serie de la
tarjeta de red
Para enviar un mensaje a
todos los dispositivos de
la red (broadcast) se usa
la dirección todos unos o
FF-FF-FF-FF-FF-FF
Las direcciones MAC (2)




Las direcciones MAC forman un espacio
plano de direcciones
Son grabadas en la tarjeta de red por el
fabricante
No existen dos direcciones MAC iguales
Se denominan también direcciones físicas y
residen en la subcapa MAC de la capa de
enlace de datos
Las direcciones MAC (3)



Son usadas en la LAN para identificar la
tarjeta de red del destino
Solamente la computadora cuya dirección
MAC coincide con la dirección destino
prestará atención a la trama.
Todas las computadoras descartarán las
g
a ellas,
tramas recibidas que no son dirigidas
excepto el broadcast
Método de acceso al medio

Acceso múltiple con detección de portadora y
detección de colisiones CSMA/CD
Escucha y si no hay nadie transmitiendo, transmite
Ethernet: Detección de
colisiones


La detección de colisiones puede tomar tanto
como 2. Tiempo de viaje aprox. 50s
Longitud máxima de cable 2500m y 4
repetidores
Introducción a las redes Ethernet, 2009
Ventajas de las redes Ethernet

Es una tecnología madura

Su operación es relativamente sencilla y el
método
ét d de
d acceso aceptable
t bl en cargas de
d
trabajo pequeñas

Es flexible a los cambios en la configuración
de la red
Desventajas de las redes
Ethernet con coaxial o hubs

El método de acceso CSMA/CD no garantiza
un tiempo de respuesta determinístico

El desempeño
d
ñ de
d la
l red
d está
tá en función
f
ió del
d l
número de dispositivos que se conecten.

El rendimiento de utilización del ancho de
banda es de un 40%.