Tema 6. Redes de Área Local

Redes (IS20)
Ingeniería Técnica en Informática de Sistemas
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ÍNDICE
CAPÍTULO 6: Estándares en LAN
1. Normas IEEE
2. Estándar IEEE 802.3 (Ethernet)
3. Estándar IEEE 802.2 (LLC)
4. Estándar IEEE 802.4 (Token Bus)
5. Estándar IEEE 802.5 (Token Ring)
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1. Normas IEEE
• El IEEE ha producido varios estándares para LAN
• Se define 3 niveles con las siguientes funciones:
1. Normas IEEE
– Control lógico del enlace
• Control de errores y de flujo
• Actúa de interfaz con los niveles superiores
– Subnivel MAC
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Estructuración de tramas
Direccionamiento a nivel de acceso al medio
Detección de errores
Asignación del canal
– Físico
• Señalización
• Transmisión y recepción de datos
• Estudiaremos alguno de los estándares para LAN
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1. Normas IEEE
1. Normas IEEE
• Algunos estándares para LAN de IEEE :
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• En redes de área local se suelen utilizar topologías estructuradas:
1. Normas IEEE
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Topología de Bus:
– La estación transmisora envía el mensaje a lo largo del bus en las dos
direcciones: pasa por todos los nodos del bus
– Las estaciones leen el encabezado y almacenan el paquete en su buffer si son el
destino del paquete. Las señales en el bus son absorbidas en los terminadores
Topología de Anillo:
– La comunicación se realiza en una dirección a lo largo del anillo
– Los paquetes, pasan por cualquier estación, la estación de destino lee el paquete
– Una señal en el anillo es absorbida por el repetidor de la estación que la emitió
Topología de Estrella:
– El nodo central actúa como director del tráfico
– El tráfico de periferia se dirige al nodo central, y este lo envía al nodo final
Topología de Árbol:
– Puede ser usada con multiplexación por división de frecuencias
– La transmisión es en una sola dirección en cada banda multiplexada
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2. Estándar IEEE 802.3
2. Estándar IEEE 802.3
2.1. Formato de trama
2.2. Protocolos de asignación de canal
2.3. Nivel físico
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2. Estándar IEEE 802.3
2.1. Formato de trama
– Preámbulo (7 bytes) de bits ceros y unos alternados para sincronización
entre emisor y receptor
– Delimitador del comienzo de trama (SFD): secuencia 10101011
– Dirección de destino (DA) (6 bytes): especifica destino de la trama
mediante dirección física de estación, dirección de grupo o dirección
global.
– Dirección de origen (SA) (6 bytes): dirección estación que envío la trama
– Longitud/tipo (2 bytes): contiene longitud del campo de datos LLC
expresado en bytes o el campo tipo de Ethernet (primeras redes)
– Datos LLC: datos proporcionados por el “control de enlace lógico”
– Relleno: bytes añadidos para adaptar longitud de trama a la técnica de
detección de colisiones (CD)
– Secuencia de comprobación de trama (FCS o CRC) (4 bytes): CRC-32
calculada a partir de todos los campos excepto preámbulo, SFD y FCS
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2. Estándar IEEE 802.3
2.2. Protocolos de asignación del canal
• El 802.3 referencia a protocolos CSMA/CD 1-persistente
(protocolos con detección de portadora y colisiones)
• Técnica CSMA/CD
1. La estación transmite si medio libre, si no ir a 2
2. Si medio ocupado, estación escucha hasta canal libre y después transmite
3. Si se detecta colisión, las estaciones transmiten una señal corta de alerta
para notificar a todas las demás. Se detiene la transmisión
4. Tras señal de alerta se espera tiempo aleatorio y se vuelve al paso 1.
• El retardo en el paso 4 se obtiene por la técnica de espera
exponencial binaria
• Las restricciones en la longitud del segmento están relacionadas
con la atenuación de las señales (longitud tal que se puedan
detectar colisiones)
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2.3. Nivel físico
2. Estándar IEEE 802.3
• El Estándar especifica:
1) Velocidad de transmisión en Mbps
2) Método de señalización
3) Longitud máxima del segmento o línea en centenas de metros (T=par,
F=fibra) que puede incrementarse con repetidores
Estándar a 10Mbps, con señalización Manchester
• 10BASE5: coaxial grueso (50Ω), 100nodos/seg, 500m, más longitud con
repetidores (máximo 4)
• 10BASE2: coaxial delgado (50Ω), 30 nodo/seg, 185m, puede combinarse
con el 10BASE5
• 10BASE-T: Par trenzado, punto a punto, alcance 100m (con Fibra 500m)
conector RJ45. Diferentes calidades
• 10BASE-F: Fibra óptica, un par por enlace, (500m)
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2.3. Nivel físico
2. Estándar IEEE 802.3
Estándares a 100Mbps (Fast Ethernet) con 2 enlaces físicos entre los nodos
• 100BASETX: 2 Pares trenzados UTP cat.5 o STP. Usa 4B5B y MLT-3
• 100BASEFX: 2 fibras ópticas. Usa 4B5B y NRZI
• 100BASET4: 4 pares UTP cat.5 (3 para transmisión). Usa 8B6T y NRZ
Elementos:
• Transceivers:
– Conecta el host al medio físico
• Repetidores:
– Máximo 4 repetidores entre dos nodos
• Puentes (Bridges-Switches):
– Interconectan distintas LANs (Ethernet) que usan el mismo protocolo MAC
– Filtran el tráfico entre las LANs por dirección de paquete (dirección MAC)
• Routers:
– Interconectan distintas LANs (Ethernet), LAN-WAN, WAN-WAN
– Filtran el tráfico entre las LANs por direcciones de protocolo (capa de red)
– Realizan conversión de protocolos
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2. Estándar IEEE 802.2 (LLC)
3. Estándar IEEE 802.2 (LLC)
• El estándar 802.2 describe la parte superior de la capa de
enlace de datos que usa: protocolo LLC (logical link control)
• MAC: control errores CRC-32
• LLC: proporciona control de errores y control de flujo
(cabecera con secuencia y acuse). Especifica usuarios de LLC
o puntos de acceso al servicio (SAP)
• Ofrece servicios:
– sin conexión no confirmado: no confirmación, detección de errores y
rechazo a nivel de MAC
– con conexión: se establece conexión previa al intercambio entre dos
SAP del LCC
– sin conexión confirmado: los datos enviados son confirmados tras la
recepción
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4. Estándar IEEE 802.4 (Token Bus)
4. Estándar IEEE 802.4 (Token Bus)
• Topología lógica en anillo,
física en bus.
– Cable coaxial 75Ω de banda ancha
– Capacidad canal entre 1.5 y 10 Mbps
– Modulación analógica por desplazamiento de fase y otras
• Protocolo MAC
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–
–
–
–
Cable lineal con estaciones conectadas
El anillo se forma según el orden de numeración de las estaciones
Una estación pasará el turno (testigo) a su vecina inmediata
Existe un tiempo máximo de posesión del token o testigo
No existe prioridad entre las estaciones
Dentro de cada estación existen cuatro niveles de prioridad: 0(-),2,4,6(+)
Protocolo muy complejo
5. Estándar IEEE 802.5 (Token Ring)
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5. Estándar IEEE 802.5 (Token Ring)
Protocolo MAC para topología en anillo:
– Modo de escucha:
• La estación puede detectar su dirección en el trafico
• En general, una estación:
– Lee cualquier paquete que circula por la red
– Lo retransmite después de un retardo de varios bits
– Modo de transmisión:
• La transmisión es controlada por el testigo. El testigo:
– Es un bit o un conjunto de bits dedicados con estados libre y ocupado
• Si ninguna estación emite circula un testigo libre por el anillo
• Cuando una estación tiene que emitir:
– Espera a que le llegue el testigo libre
– Cambia uno de los bits del testigo y lo convierte en inicio trama
– La trama da una vuelta completa y se absorbe en la estación emisora
– Mientras no hay testigo disponible el resto de estaciones espera
– Si transmisión acaba estación introduce un nuevo testigo
• En condiciones de baja carga, presenta cierta ineficacia
• En condiciones de alta carga, funciona como un sistema de turno rotatorio
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5. Estándar IEEE 802.5 (Token Ring)
5. Estándar IEEE 802.5 (Token Ring)
• Problemas
– Pérdida de testigo
– Ruptura del anillo
– Tramas huérfanas,...etc
• Características:
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Cable coaxial (10Base2, 10Base5), par trenzado o fibra óptica
Modulación digital mediante código Manchester
Capacidad de canal entre 1 y 4 Mbps (según tamaño trama)
Mecanismo de prioridades
Tiempo máximo de posesión del token 10 milisegundos
5. Estándar IEEE 802.5 (Token Ring)
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5. Estándar IEEE 802.5 (Token Ring)
• Formato trama:
– Combinaciones de A (dirección reconocida) y C (trama copiada):
(A,C)=(0,0) (1,0) (1,1)
– ED uno de sus campos activo indica inserción de nuevo testigo
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