Slides 04 - Mariontech Academy

Tópicos
Hoy vamos a estudiar la red Ethernet:
1.
Protocolos de Comunicación
2.
Medios de Transmisión Compartidos
3.
Ethernet, Tarjetas de Comunicación (Network Interface Card NIC)
4.
Hub
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1-1
Protocolos de Comunicación
•
•
Un Protocolo de Comunicación
“communication protocol” es un
conjunto de reglas establecidas con el
objetivo de hacer la comunicación mas
eficiente.
Todo Mensaje perteneciente a un
protocolo, tiene un formato de mensaje
“Message Format” pre-establecido por los
que diseñaron el protocolo. En sentido
general incluye lo siguiente:
–
–
–
Cabecera “Header”
Cuerpo o Carga “Body/Payload”
Fin “Trailer” (opcional)
Cabecera
Hora o
Fecha
Destino
Feb 15, 2010
Srta. Maria,
Mensaje
Felicitaciones por su nuevo
trabajo. Me alegro mucho
por ti!
Fin del
Mensaje
Saludos,
Jose
Cuerpo/Carga “Payload”
Trailer
Origen
Destino
Hora
Cuerpo del Mensaje
Fin
Jose
Maria
021510
Felicitaciones ...
Saludos
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Origen
1-2
Remitente/Transmisor, Destinatario/Receptor, Algoritmo
•
Los Protocolo de comunicación
incluyen algoritmos tanto para
el transmisor como para el
receptor especificando las
tareas a ejecutar. Por ejemplo:
•
A. Algoritmo para el Transmisor:
–
–
–
–
–
–
•
Use una sola hoja de papel
Escriba fecha, línea en blanco
Escriba Recipiente, línea blanco
Escriba Mensaje
Escriba “Saludos”, línea blanco
Escriba Remitente
Receptor
Transmisor
Algoritmo del
Transmisor
Algoritmo del
Receptor
B. Algoritmo para el Receptor:
–
–
–
Si remitente nos es una persona
conocida, descarte el mensaje
Si hay alguna violación del
protocolo, descarte el mensaje
Conviértase en Remitente, y
responda usando los pasos A.
Cabecera
Cuerpo
Cabecera
Cuerpo
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1-3
Programación de Protocolos de Comunicación
•
Cuando los protocolos son para ser
usados por computadoras, en lugar
de humanos, Programadores de
Computadoras se encargan de
desarrollar el software. Por ejemplo:
Aplicación, Driver, Rutina del
Sistema Operativo.
•
Los Protocolos de Comunicación son
creados por comités internacionales,
formados por instituciones
comerciales y gubernamentales.
Después de muchas negociaciones
tecnológicas y políticas, surge un
documento donde se detalla las
Especificaciones del Protocolo de
Comunicación.
•
Los Programadores usan C, C++,
Java para implementar el protocolo;
respetando al pie de la letra tanto el
Formato de Mensajes, como las
tareas de los Algoritmos explicados
en el documento de especificaciones.
Application Software
Drivers
OS Routine
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1-4
Algoritmo para usar un Medio de Acceso Compartido
•
Cinco pintores desean poner pintura a
través de una tubería pero no quieren que
las pinturas se mezclen. Digamos que la
pintura no deja residuo en la tubería.
•
Primer paso, es “chequear” la tubería a ver
si esta siendo utilizada, y de ser así esperar
un tiempo x. Luego, chequear mas tarde, y
si todavía sigue ocupada, espera un tiempo
mas largo, y así sucesivamente. Cuando
este desocupada, tomar el turno para poner
pintura.
•
Segundo, una vez ponemos pintura en la
tubería, sabemos que coge un tiempo fijo
para salir del otro lado. De modo, que si
vemos que alguien pone pintura dentro de
ese tiempo, quiere decir que nuestra pintura
ha sido dañada, y que debemos proceder a
buscar un turno para repetir el proceso de
poner pintura.
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1-5
Red Ethernet 10Base2, 10Base5
•
•
•
•
Digamos que seis computadoras estan
conectadas a través de un medio
compartido, en este caso un cable coaxial, y
que la PC1 se quiere comunicar con la PC6.
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`
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`
`
6
Similar al ejemplo de los pintores, el PC1
utiliza un algoritmo de acceso a medio
compartido para coger un turno y enviar un
mensaje al PC6.
`
El standards 10Base2 transmite 10Mbps
hasta 200 metros, mientras que 10Base5
transmite 10Mbps a 500 metros. Estos eran
usados en la década del ‘80, principio ‘90.
La distancia es importante, pues al igual que
la pintura, se necesita saber que tiempo
dura el mensaje para llegar al PC6; y si otro
PC empieza a transmitir mientras nuestro
mensaje esta en el alambre, entonces
debemos repetir el proceso para coger un
turno y retransmitir.
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`
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Nota: Este algoritmo se llama “Carrier
Sense Multiple Access with Collision
Detection” CSMA/CD.
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1-6
Network Interface Card “NIC” – Tarjeta de Interfase a la Red
La Tarjeta de Comunicación “NIC” Network
Interface Card sirve para conectar el PC al
cable y ejecuta un driver que implementa el
algorithmo CSMA/CD para depositar los
bits en el cable.
Todas las PC están bajo un mismo dominio
de colisión. Esto quiere decir que el
mensaje de un PC puede destruir el
mensaje siendo transmitidos por otro PC.
Un repetidor permite
exceder 500 metros.
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Red Ethernet 10Base-T, 100Base-T, 1000Base-TX
2
•
•
•
En lugar de cable coaxial, se utiliza cable
Cat5 el cual tiene 8 alambres en pares de 2
entre-cruzados para evitar interferencia.
Las PC se conectan a un punto central
hasta 100 metros, usando un Hub, lo cual
permite alcanzar un PC localizado 100
metros mas allá del punto central, para
lograr los 200 metros que teníamos antes.
Un Hub se comporta como un Repetidor,
en el sentido de que refuerza la señal,
pero con la diferencia de que tiene varios
puertos; de modo que cuando se usa un
Hub, todas las PC están bajo el mismo
dominio de colisión. Si dos PC transmiten
al mismo tiempo, la colisión de dichos
mensajes es detectado por el algoritmo
CSMA/CD de cada NIC, que procede a
esperar un turno y retransmitir el mensaje.
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Medium Access Control address “MAC” – Dirección MAC
2
•
Si el PC1 pone un mensaje en el cable
dirigido al PC6, todos los demás PC dentro
del mismo dominio de colisión (PC2, PC3,
PC4, PC5) también lo escuchan. Como
sabe el PC6 que el mensaje le pertenece, y
las demás PC que lo deben descartar?
1
3
4
•
•
La dirección MAC es un numero binario
de 48 bits grabado por el fabricante en un
chip de la tarjeta NIC. Los Switches y
Routers también tienen dirección MAC. Es
costumbre escribir la dirección MAC en
hexadecimal. Ej. 00-26-C8-7F-12-4E
6
5
El mensaje depositado en el alambre
incluye la dirección MAC del destinatario.
Cada PC extrae esa dirección MAC del
mensaje y la compara con la de su NIC. Si
son iguales, entonces toma el mensaje, de
lo contrario lo ignora.
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1-9
Ethernet Frame
1
•La PC1 “enmarca” el cuerpo del
mensaje en un Ethernet Frame,
con un tipo especifico (Ej. 802.3)
y lo deposita en el alambre.
MAC = AA-AA-AA-AA-AA-AA
•El FSC (chequeo de secuencia
de frame) es una función f(x)
polinómica de los bits desde
MAC Destino hasta Cuerpo de
Mensaje, que sirve para verificar
la integridad del frame.
Inicio del
Frame
7 bytes
1 byte
10101010 10101010
Preambulo
MAC de
Destino
6 bytes
BB-BB …
MAC de
Origen
6 bytes
AA-AA …
6
MAC = BB-BB-BB-BB-BB-BB
Tipo de
Frame
Cuerpo del Mensaje
FSC
CRC32
2 bytes
1500 Bytes
4 bytes
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Silencio
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Address Resolution Protocol “ARP” Table
•
La dilección MAC del PC1 esta grabada por el fabricante en un chip del NIC, y se ve
con el comando ipconfig /all. Pero, como sabe el PC1 la dirección MAC del PC6?
•
La tabla ARP asocia direcciones de IP con las direcciones MAC. La cual se puede
ver con el comando arp –a. Mas adelante veremos como se construye esta tabla.
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1-11
Tarea - Lab
Esta semana no hay tarea para la casa, ya que el Lab sera hecho en clase.
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