Norma IEEE 802.3 y ethernet

Norma IEEE 802.3 y ethernet
se utilizan en redes LAN con protocolo CSMA/CD. Históricamente se
inicia en el sistema ALOHA en Hawai, continuándose su desarrollo por
la XEROX y posteriormente entre XEROX, DEC e Intel proponen una
norma para la ethernet de 10 Mbps la cual fue la base de la norma
802.3
Hay dos tipos de cable: ethernet grueso con marcas para los
conectores cada 2,5 metros y el ethernet delgado, coaxial flexible de
50 ohm, con conectores BNC y en otros casos, cable trenzado
10baseT con conectores RJ-45, la longitud máxima permitida para el
cable de la 802.3 es de 500 metros (coaxial grueso), y de 100 metros
(par trenzado), para aumentar su extensión se utilizan repetidores.
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.
Método de Acceso CSMA/CD. Su nombre proviene de las siglas:
CS: Carry Sense (Sensor de Portadora). Chequea en la red si hay
información, si está ocupado espera y vuelve a chequear, si está libre
envía una señal para avisar que va a comenzar a transmitir. –
MA: Múltiple Access (Acceso Múltiple). Todas las computadoras
con este método de acceso conocen las reglas.
CD: Detección de Colisiones. Una colisión es el choque de dos
señales provenientes de distintas computadoras, lo que produce un
exceso de corriente o voltaje en el medio de transmisión y es
detectado por la computadora más cercana al choque. Si hay colisión:
1. Se suspende la transmión.
2. Se manda una señal de Jam para avisar que hay una colisión.
3. Se genera un número aleatorio para esperar a reiniciar la
secuencia de transmisión.
Si el mismo equipo colisiona no se genera otro número aleatorio, sino
sólo se esperan múltiplos enteros del primer número aleatorio
generado. Ethernet usa éste tipo de método de acceso. También es
llamado Método de Contienda.
Norma IEEE 802.4: token bus
Debido a problemas inherentes del CSMA/CD como la característica
probabilística de su protocolo que podría hacer esperar mucho tiempo
a un frame, o la falta de definición de prioridades que podrían
requerirse para transmisiones en tiempo real, se ha especificado esta
norma diferente.
La idea es representar en forma lógica un anillo para transmisión por
turno, aunque implementado en un bus, esto porque cualquier
ruptura del anillo hace que la red completa quede desactivada, por
otra parte el anillo es inadecuado para una estructura lineal de casi
todas las instalaciones.
El token o testigo circula por el anillo lógico sólo la estación que
posee el testigo puede enviar información en el frame
correspondiente cada estación conoce la dirección de su vecino lógico
para mantener el anillo.
Protocolo de subcapa MAC para 802.4 token bus
Al iniciar el anillo, las estaciones se le introducen en forma ordenada,
de acuerdo con la dirección de la estación, desde la más alta a la más
baja, el testigo se pasa también desde la más alta a la más baja.
para transmitir, la estación debe adquirir el testigo, el cual es usado
durante un cierto tiempo, para después pasar el testigo en el orden
adquirido, si una estación no tiene información para transmitir,
entregará el testigo inmediatamente después de recibirlo.
La estructura del frame para un 802.4 es:
el preambulo es utilizado para sincronizar el reloj del receptor.
los campos correspondientes a los delimitadores de comienzo y fin
del frame contienen una codificación analógica de simbolos diferentes
al 0 y 1, por lo que no pueden aparecer accidentalmente en el campo
de datos.
Norma IEEE 802.5, token ring
una de sus características es que el anillo no representa un medio de
difusión sino que es una colección de enlaces punto a punto
individuales. Seleccionada por la IBM como su anillo LAN.
Topología de red: anillo
• Los datos fluyen en una sola dirección a través de cada dispositivo
de la red en un lazo continuo, sin interrupciones
• Opera a 4 ó 16 Mbps
• La topologia física es una estrella con un elemento central llamado
MAU (MAU=Multistation Access Unit)
Cuando una estación falla (o se rompe el
anillo)
– El MAU lo regenera, poniendo la estación en
modo bypass
– Igual ocurre cuando se apaga. El relé asociado
al puerto le dá continuidad al anillo
• Se pueden encadenar varios MAUS para
ampliar el anillo a más estaciones
El acceso de las estaciones al anillo es controlado
por una trama llamada token
• El token circula por el anillo pasando de estación
en estación
• Quien desee transmitir debe poseer el token
• Una vez obtenido cambia los bits de token para
indicar que transmite información
• Un temporizador (THT-Token Hold Timer) indica
cuanto tiempo puede reterner el token una estación
• Vencido el plazo o la transmisión se pasa el token
Formato de la Trama
1
SD
1
AC
1
FC
2ó6
2 ó 6 Variable 4
Dirección Dirección INFO
FCS
Destino
Origen
1
ED
1
FS
• SD: Start Delimiter. Usa secuencias no validas de codigos
Manchester para señalar Inicio de Trama
• ED: End Limiter. Similar a SD
• AC: Access Control. Define Prioridad,token, Monitor y reservación
• FC: Frame Control. Define si info es MAC o LLC o datos
• DA, (SA) Destination/Source Address. Campo de dirección Destino y
Origen
• INFO: Contiene Datos o Info de Control. Longitud típica: 4500
octectos (4 Mbps) ó 18000 (16 Mbps)
• FCS: Frame Check Sequence. CRC-32
• FS: Frame Status. Estado de Estación Destino