CENTRO NACIONAL DE INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO TECNOLÓGICO. cenidet EQUIPO DE MONITOREO Y DIAGN~STICO PARA REDES DE ÁREA LOCAL

Transcripción

1 SEP SEIT DGIT CENTRO NACIONAL DE INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO TECNOLÓGICO cenidet '.. EQUIPO DE MONITOREO Y DIAGN~STICO PARA REDES DE ÁREA LOCAL T E S I S PARA OBTENER EL GRADO,dTeooEit.i~~R DEMAESTRO EN CIENCIAS EN INGENIERiA ELECTR~NICA P R E S E N T A : ALDO LUIS MJ?NDEZ PÉREZ DIRECTOR DE TESIS: M.C. GUILLERMO CAHUE D b:, 3 CUERNAVACA, MOR DICIEMBRE DE 1997

2 S.E.P. S.E.1.T S.N.1.T CENTRO NACIONAL DE INVESTiGACIÓN Y DESARROLLO TECNOLÓGICO cenldel ACADEMIA DE LA MAESTR~A EN ELECTR~NICA FORMA R11 ACEPTACION DEL TRABAJO DE TESIS Cuernavaca, Mor. a 17 de noviembre de Dr. Juan Manuel Ricaño Castillo Director del ceniáet Presente At n. Dr. Jaime E. Arau Roffiel Jefe del Depto. de Electrónica Después de haber revisado el trabajo de tesis titulado: Equipo de monitoreo y diagnóstico para redes de área local, elaborado por el alumno Aldo Luis.Méndez Pérez, bajo la dirección del M.C. Guiliermo Cahue Díaz, el trabajo presentado se ACEPTA para proceder a su impresión. ATENTAMENTE M.C,? Dr.Rodo Pazos angel 3-2; L.A lt,;~n 6 M.C. José Luis Liñan Garcia c.c.p.: M.C. Javier Meneses Ruíz / Pdte. de la Academia de Electrónica Ing. Jaime Rosas Álvarez / Jefe del Depto. de Servicios Escolares Expediente. -?_g. D. c. I. W&W,I!. DE in1?sugac!n y OfSdRPeLLo 2!::ltoGlCc viiynmi\lr. v cenidet/ interior Internado Paimira S/N C.P Apartado Ponal C.P , Cuernavaca Mor., México Tels. (73) y Fax

3 SISTEMA NACIONAL DE INSTITUTOS TECNOLOGICOS CENTRO NACIONAL DE INVESTIGACION Y DESARROLLO TECNOLOGICO Cuernavaca, Morelos a 3 de Diciembre de Lic. Aldo Luis Méndez Pérez Candidato al grado de Maestro en Ciencias en Ingeniería Electrónica Presente Después de haber sometido a revision su trabajo final de tesis tiiulado: "EQUIPO DE MONITOREO Y DIAGNOSTICO PARA REDES DE ÁREA LOCAL", y habiendo cumplido con todas las indicaciones que el jurado revisor de tesis le hizo, le comunico que se le concede autorización para que proceda a la impresión de la misma, como requisito para la obtención del grado. Reciba un cordial saludo..'\ C.C.P.:, Jefe de Servicios Escolases Expediente cenidet/ Interior Internado Pairnira SiN C.P Apdo Postal C.P , Cuernavaca Mor., México Tds. (73) y Fax

4 - - - DEDICATORIA Con todo mi corazón a mis padres, Félix Méndez Mora y Juana Pérez Mendoza, por el amor, comprensibn, consejos y apoyo que me han dado para poder seguir adelante y cumplir mis metas que me he propuesto. A mi abuelita, Natalia Mora Hemhdez, por el amor y consejos que me ha dado. A mis hermanos Norma, Alma Mima, Félix, Juan Matías e Irving Rafael por el cariño que nos damos. A mi sobrina A yhn Betzabell, que viene siendo una hermana y nos alegra la vida con sus travesuras. A mi cuñado Félix de la Cruz Torres por el apoyo incondicional que me ha brindado a mí y a mi familia.

5 AGRADECIMIENTO De manera muy especial y con el más prohndo agradecimiento a mi asesor M.C. Guillermo Cahue Díaz por brindarme su conñanza, tiempo, consejos, paciencia y asesoría para que esta tesis llegara a un felu término. A los revisores de esta tesis, Dr. Rodolfo Pazos R., M.C. Carlos Felipe Garcia H. y M.C. José Luis Liñán G. por SUS observaciones y comentarios positivos realizados durante la realización de esta tesis. Agradezco a mis amigos y compañeros de la generación de electrónica por la amistad y apoyo en todo momento: Adriana, Enrique, Ignacio, Jaime, Javier, José Antonio, Leobardo y Rafael. A mis amigos de la Universidad por apoyarme en todo momento para seguir adelante: Carlos Welsh, Salvador, Miguel, Alejandro y Briseida. Un agradecimiento especial para dos personas que me han brindado su amistad y apoyo: Lorena, por haberme ayudado en los momentos que más necesitaba ayuda y constante motivación para seguir adelante. Verónica, porque llegó en el momento más oportuno de mi vida y con sus consejos pude recuperar la conñanza que necesitaba. Agradezco al CEMIIDET por haberme dado la oportunidad de realizar mis estudios en esta institución.

6 Ado Luis Méndez Pérez Tabla de Contenido Tabla de Contenido LISTA DE FIGURAS... INTRODUCCI~N...: I 111 CaDítulo 1 REDES DE AREA LOCAL 1.1. Modelo de referencia OS Capas del modelo de referencia OS Redes de área local Clasificacion.,... 3

7 Aldo Luis Méndez Pérez Tabla de Contenido Topología Topología estrella Topología anillo Topología bus Topología árbol Topología malla Técnicas de control de acceso al medio Medios de transmisión Red de área local de tipo Ethernet Tipos de formatos para Ethernet Formato general Formatos usados por Ethernet Red de área local de tipo Token Bus Formato de la trama de Token Bus Red de área local de tipo Fast Ethernet Referencias Capítulo 2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 2.1. Antecedentes Planteamiento CaDítulo 3 CONTROLADOR COMPATIBLE CON NE Tipos de controladores para una red Ethernet Registros compatibles con NE Recepción de paquetes Inicialización del anillo Empezando la recepción Enlazamiento de las páginas Enlazando página Sobreflujo en el anill Recepción exitosa Recuperación de páginas p Removiendo paquetes desde el anillo Formato de almacenamiento para los paquetes recibidos Transmsion de paquetes

8 Aido Luis Méndez Perez 3.6. Referencias ~ CaDítuio 4 DISEÑO DE LA SOLUCIÓN Tabla de Contenido Procedimiento de inicialización de la.. tqeta interfaz de red Solución para la recepción 4.3. Solución para la transmisi 4.4. Diagnóstico de la tarjeta.,,., , Funciones del equipo de Información genera Captura de paquet Tráfico Tipos de Paquetes IPX Tráfico general , Utilización de la red Generador de pa 4.6. Interfaz gráfica Referencias Capítulo 5 PRUEBAS Y RESULTADOS Información general Captura de paquetes _,.._ Tráfico , 5.4. Utilization.,.,..,.,.,...,..,...,.,._ Generador de paquetes..._..._..._ CaDítuio 6 CONCLUSIONES 6.1, Problemas observados _... _..,.....,...,., Beneficios Alcances logrados ,..., Ampliaciones al trabajo

9 Aido Luis Méndez Pérez Lista de Figuras Lista de Figuras Figura 1.1 Arquitectura del modelo de referencia OS1... Figura 1.2 Topologías de red Figura 1.3 Formato general de la trama Ethernet... Figura 1.4 Paso de testigo en bus... Figura 1.5 Formato de la trama para Token Bus Figura 3.1 Anillo de recepción en el controlador de interfaz de red Figura 3.2 Inicialmción del anillo del buffer Figura 3.3 Recepción de los paquetes entrando al buffer Figura 3.4 Enlazando páginas Figura 3.5 Sobreflujo en el anillo... Figura 3.6 Paquete aceptado I

10 Aldo Luis Méndez Pérez Lista de Fimras Figura 3.7 Paquete rechazado a causa de algún error... Figura 3.8 Removiendo paquetes... Figura 3.9 Formato de almacenamiento para los paquetes recibidos Figura 3.10 Formato general para transmisión de paquetes... Figura 4.1 Figura 4.2 Diagrama de flujo para recepción de paquetes... Lectura de datos en el anillo... Figura 4.3 Diagrama de flujo para información general... Figura 4.4 Diagrama de flujo para captura de paquetes... Figura 4.5 Diagrama de flujo para tipo de tráfico... Figura 4.6 Diagrama de flujo para tráfico PX... Figura 4.7 Diagrama de flujo para'tráfico en general... Figura 4.8 Diagrama de flujo para utilización... Figura 4.9 Diagrama de flujo para generador de paquetes... Figura 4.10 Diagrama de flujo para el menú principal... Figura 5.1 Funciones del equipo de monitoreo....!... Figura 5.2 Informacion.. general... Figura 5.3 Captura de paquetes... Figura 5.4 Despliegue de la información capturada... Figura 5.5 Tipos de paquetes... Figura 5.6 Tráfico para IPX... Figura 5.7 Tráfico en general Figura 5.8 Utilización de la red... Figura 5.9 Resultado final de la u Figura 5.10 Generador de paquetes

11 Aldo Luis Méndez Pérez Introducción Introducción Una red de área local (local area network - LAN) es un sistema de comunicación de datos que le permite a un número de dispositivos independientes comunicarse entre si dentro de una área geográficamente limitada. Las LANs han tenido un gran desarrollo en los últimos años, debido principalmente a la gran cantidad de información que se genera en cada momento y a la necesidad de una rápida difusión de esta a todos los lugares donde sea útil. Dentro de las redes de área local, la red Ethernet es una de las redes de mayor uso. Las personas que han utilizado una red se han enfrentado a una sene de problemas por el alto tráfico. Eso provoca que los usuarios se desesperen por el tiempo que tienen que esperar para poder accesar a una herramienta de la red (programas, archivos, impresoras, etc.) o necesitan más tiempo para poder desarrollar sus trabajos. Por eso surge la necesidad de contar con una herramienta que permita resolver o prevenir los problemas en una red. III

12 Aldo Luis Méndez Pérez Introducción Por lo anterior se ha considerado útil construir un equipo que permitirá monitorear una red de área local de tipo Ethernet, para identificar anticipadamente los problemas que se pudieran presentar. Este equipo deberá mostrar en forma gráfica diferentes variables de la red de área local, con base en la cual se pudiera tomar una decisión. Con las funciones del equipo desarrollado el administrador podrá solucionar o prevenir los problemas con base a los datos obtenidos ai monitorear la red. En la actualidad existen herramientas para monitorear una LAN (analidores de protocolos), cuyos precios son elevados, muy complicados en su uso y con funciones no siempre utilizadas [ 11 [2], por eso surge la necesidad de desarrollar una herramienta más económica, sencilla y fácil de usar, capaz de resolver o prevenir los problemas en una red. En la tabla 1 se muestran las compañías, nombre del producto y el precio de algunos analizadores de protocolos comerciales. Tabla 1. Tipos de analizadores de protocolos. Hewlett-Packard Jyra Research Klos TeKhdOgieS interwatch Expert Network Analyzer $7,995-$13,995 HP LAN AdvisorProprietaryEthemet $2,000 HP NetMetnx $1,995-$12,500 Midlevel Manager $6,500 PacketViewDOSEthemet $2,000 N

13 Aldo Luis Méndez Pérez Lantronix LANQuest Microsof? MG-SOFT Network Communications Co. Network General Nitech, Inc. Novel1 Odin Telesystems, inc. Optimal Networks Platinum Technology RADCOM Introducción LNA2 Network Analyzer Ethernet $2,000 Interview $9,900 System Management Server Ethernet $2,000 MONET LAN AnalyzerDOSEthemet $2,000 Network Total $5,200-$7,700 SnifferDOSEthemet $2.000 Sniffer Nlw Analyzer $71495 NiteOwl $8,000-$25,000 LANalyzer Ethernet $2,000 Freya $25,000-$35,000 Optimal Network Monitor $2,500 WireTap $8,000 RC-88W. RC-100W $3.700 Por otra parte, en la actualidad existen grupos de investigadores que están trabajando en el desarrollo de productos como el que llevamos a cabo en este tema de esta tesis. Entre otros tenemos: 1. El grupo Network Research Belgium ("3) que está trabajando en la ciudad de Herstal, Bélgica. Cuentan con 7 integrantes, realizando hasta la fecha cuatro versiones.. 2. Universidad de Aveiro, en el Departamento de Electrónica y Telecomunicaciones, Localizado en la ciudad de Aveiro, Portugal. 3, Universidad de Napier, en el Departamento de Ingenieria Eléctrica, Electrónica y Computación. Localizado en la ciudad de Edinburgo, Reino Unido. V

14 Aldo Luis Méndez Pérez Introducción Organización del trabajo. Este trabajo está dividido en cinco capítulos que describen desde las bases teóricas hasta la solución del diseño y pruebas del trabajo terminado. El capitulo 1 es una introducción a las redes de área local. Se da una explicación del modelo de referencia OSI, mencionando las funciones que tiene cada capa. De las redes de irea local se mencionan su clasificación por topologia, control de acceso al medio y medios de transmisión. Se describen los tipos de fonnatos que existen para Ethernet. En el capítulo 2 se mencionan unos antecedentes de las redes de área local y la problemática que existen en las redes de tipo Ethernet. En el capítulo 3 se presenta una clasificación de controladores y compaííías que fabrican tarjetas de red. Se menciona por qué se decidió utilizar un controlador de red especifico. Seleccionado el controlador de red, se analiza cómo se realiza la recepción y transmisión de paquetes en la red. En el capítulo 4 se presenta el diseño de la solución del problema. Se da el procedimiento de inicialización de la tarjeta de red y los diagramas de flujo para. las funciones del equipo de monitoreo. En el capítulo 5 se presentan las pruebas y resultados que se obtuvieron del equipo de monitoreo desarrollado. Dentro de las conclusiones se dan a conocer los problemas principales que se presentaron en el desarrollo del trabajo. También se mencionan los beneficios que se obtendrán con el equipo desarrollado, así como el alcance obtenido y las ampliaciones al trabajo desarrollado (trabajos futuros). REFERENCIAS 1. Internet: 2. Internet: VI

15 AIdo Luis Méndez Pérez Capltuio 1. Redes de Area Local Capítulo 1 Redes de Area Local 1.1 MODELO DE REFERENCIA OSL En 1977 la Organización Internacional de Estándares (ISO) formó un comité para estudiar la compatibilidad de equipos para redes; se establecieron las normas generales para lograr enlazar y establecer comunicación efectiva entre computadoras heterogeneas; a este concepto se le conoce como Interconexión de Sistemas Abiertos (OS) [ I] El modelo de referencia OS1 no se considera como una arquitectura de red, porque los servicios y protocolos que se usan en cada capa no se especifican, pero IS0 establece estándares para cada capa. En el modelo OS1 la arquitectura se define por siete niveles. Los sietes niveles de la arquitectura del modelo OS1 realizan un conjunto de funciones requeridas para poder comunicarse con otros sistemas (figura 1.1) [2]. 1

16 ~ ~ Aldo Luis Méndez Pécez Capitulo 1. Redes de Área Local APLICACIÓN 4 APLICACIÓN - PRESENTACIÓN 4 PRESENTACIÓN SESIÓN 4 * SESIÓN - - TRANSPORTE 4 ii) TRANSPORTE - RED 4 > RED - ENLDEDATOS 4 ENLDEDATOS F~SICA FfSICA Figura 1.1 Arquitectura del modelo de referencia OS1 (uanscrita totalmente de la figura 2.3 de la referencia[3]) Capas del modelo de referencia OSL 1) Capa fisica. Es la primera capa que define las conexiones fisicas, mecánicas y eléctricas relacionadas con el circuito de conectores, niveles de voltaje, comente, topología y técnicas de modulación. 2) Capa de enlace. En la capa de enlace se define el método de acceso a la red (protocolo). Realiza el empaquetado y desempaquetado de la información y define la longitud de los paquetes[4]. Una de sus funciones más importantes es ocuparse de la detección de errores en la transmisión y proporcionar mecanismos para la recuperación de datos perdidos, duplicados o erróneos [SI. 3) Capa de red. En la capa de red se define cómo se enrutan y mandan los paquetes en una, dos o más redes. Regula el flujo de los paquetes y define el estado de IDS mensajes dentro de la red [6]. 2

17 Aid0 Luis Méndez Pérez Capitulo 1. Redes de Área Local 4) Capa de transporte. La capa de transporte se ocupa de la interfaz entre la red de comunicación de datos y los tres niveles superiores [7], a la vez, define como direccionar la localidad fisica de los dispositivos conectados a la red, se encarga de hacer y deshacer las conexiones entre los nodos y selecciona el protocolo que garantice el envío del mensaje [SI. 5) Capa de sesión. La capa de sesión sirve como interfaz de usuario con el nivel de servicio de transporte. Este nivel proporciona los medios para que los usuarios puedan comunicarse entre sí [9]. 6) Capa de presentación. La capa de presentación traduce el formato y la sintaxis de los mensajes, con el objeto de proporcionar independencia a los programas de aplicación en la presentación de sus datos [IO]. No se ocupa del significado o la semántica de los datos. 7) Capa de aplicación. La capa de aplicación soporta los procesos de aplicación de los usuarios finales. A diferencia del nivel de presentación, esta capa toma en cuenta el significado de los datos [I I]. 1.2 REDES DE ÁREA LOCAL. Una red de área local, es una red de conmutación de paquetes, que permite la interconexión de una gran variedad de dispositivos de comunicaciones de datos en un área limitada geográñcamente. Las LANs se implementan para poder hacer un uso más efectivo de los recursos tanto materiales como humanos. La conectividad es el concepto impulsor de las redes de área local; significa que cualquier dispositivo conectado a la LAN puede ser direccionado como una conexión individual [12] Clasificación. Las redes de área local pueden ser clasificadas de acuerdo a su topología, medio de transmisión o técnica de control de acceso al medio[l3], esta clasificación se describe a continuación Topologia La topología es una configuración de la red, en la que se establece la forma de ésta en cuanto a su conectividad fisica. Los objetivos en el diseño de una red son: proporcionar la fiabilidad cuando se presenta tráfico; encaminar tráfico con el menor costo posible; proporcionar al usuario el rendimiento óptimo y el tiempo de respuesta mínimo. Las 3

18 Aldo Luis Méndez Pérez Capítulo 1. Redes de Área Local topologías de red más comunes son la estrella, anillo, bus, árbol y malla, como se muestran en la figura 1.2 [14] Topología estrella. En la topología estrella (figura I.2a), cada estación es conectada por medio de un enlace punto a punto a un conmutador central. Si una estación quiere transmitir datos, se enviará primero una petición al conmutador central para que éste asigne la conexión. Una vez que la conexión se ha logrado, los datos pueden ser intercambiados entre las dos estaciones como si estuvieran conectados por un enlace dedicado punto a punto [IS] Topología anillo. La topología anillo (figura 1.2b) consiste de un conjunto de repetidores conectados por medio de enlaces punto a punto en un lazo cerrado. Los enlaces son unidireccionales; esto es, que los datos son transmitidos en una sola dirección y todos orientados de la misma manera, además que estos datos circulan por el anillo en una dirección [ 161. La ventaja de una topologia anillo es que es raro que se presenten los cuellos de botella. La principal desventaja es que un único canal une a todos los componentes del anillo, si falla el canal entre dos nodos, falla toda la red. Para evitar que la red falle, algunos fabricantes incorporan canales de reserva o utilizan un anillo doble [i Topología bus. En una red de área local de topologia bus (figura 1.2c), las estaciones son conectadas directamente a la línea del medio de transmisión a través de una interfk electrónica adecuada con la topologia de bus, la red de comunicación es simplemente el medio de transmisión. Una transmisión desde cualquier estación se propaga a lo largo del medio y es recibida por todas las estaciones conectadas al bus [18]. El principal inconveniente de la topologia bus es que habitualmente sólo existe un único canal de comunicaciones, si falla el canal, la red deja de hncionar. En la actualidad algunos fabricantes suministran un canal redundante que se pone en caso de fallo en el canal primario, en otro casos, se proporcionan procedimientos para evitar los nodos que fallan. Otra situación problemática es la dificultad de aislar los componentes defectuosos conectados al bus [19]. ~ Ethernet utiliza la topologia bus. 4

19 Aldo Luis Méndez Perez Capitulo 1. Redes de Área Local Topología árbol. La topología árbol (figura 1.2.d) es una generalización de la topología bus. El medio de transmisión es un cable ramificado sin lazos cerrados, utilizando la conexión multipunto. La transmisión de una estación se propaga a través del medio y puede ser recibida por otras estaciones [20]. Aunque la topología árbol es atractiva desde el punto de vista de simplicidad, presenta problemas serios de cuellos de botelia y de fiabilidad. En el caso de un fallo en la máquina situada en la raíz, la red queda completamente fuera de servicio, a no ser que otro nodo asuma las funciones del nodo averiado [21] Topología malla. La principal característica de la topología malla (figura 1.2.e) es su relativa inmunidad a problemas de fallos y cuellos de botella, ya que es posible encaminar el tráfico evitando componentes que fallen o nodos ocupados [22] Técnicas de control de acceso al medio. Todas las redes locales consisten de una colección de dispositivos que deberán de compartir la capacidad de transmisión de la red. Para que dos dispositivos diferentes puedan intercambiar datos es necesario un mecanismo de control de acceso al medio de transmisión. El IEEE, en su proyecto 802, establece estándares para protocolos e interfaces para redes de área local y su correspondencia con el modelo de referencia OSI, que se da en SUS dos capas inferiores (enlace de datos y fisica). Para esto, el Comité IEEE 802, dividió la capa de enlace de datos en dos subcapas: control lógico de enlace (LLC) y control de acceso al medio (MAC) [23]. A la subcapa de control lógico de enlace le corresponde la norma 802.2, este protocolo se encarga de la conexión lógica entre los nodos de la red y está basado en el protocolo HDLC I241 [XI. La subcapa de acceso al medio (MAC), proporciona el acceso a los puertos fisicos de la red y se encarga de empaquetar y desempaquetar la información, además de la detección de errores [26]. 5

20 Aldo Luis Méndez Pdrez Capítulo 1. Redes de ha Local a) Topología estrella c) Topología bus $TgD b) Topología anillo T d) Topología irbol o jerárquica T = Terminal e) Topología malla Figura 1.2 Topologias de red (uanscrita totalmente de la figura 1.5 de la referencia [27]). 6

21 Aldo Luis Mendez P6re.z Capitulo 1. Redes de Area Local A la subcapa MAC le corresponden los estándares siguientes [28]: IEEE Acceso múltiple por sensado de portadora con detección de colisiones (CSWCD). IEEE Paso de testigo en bus (Token Passing Bus). IEEE Paso de testigo en anillo (Token Passing Ring). ieee Redes de área metropolitana.. ieee Redes de área amplia. IEEE Redes de fibra Óptica. ieee Redes con voz y datos integrados. IEEE Seguridad. IEEE Red inalámbnca. IEEE VG-AnyLAN Medios de transmisión. El medio de transmisión es la instalación fisica usada para interconectar estaciones y dispositivos, para crear una red que transporte mensajes entre las mismas. La selección del medio fisico a utilizar depende de: tipo de ambiente donde se va a instalar, tipo de equipo a usar, tipo de aplicación y requerimientos, capacidad económica (relación costoheneficio esperada) y oferta. Dividiremos los medios fisicos según sean terrestres o aéreos. Enlaces fisicos terrestres: par trenzado, cable coaxial de banda angostafancha y fibra óptica. Espacio aéreo: microondas, infrarrojo, láser y radio frecuencia [29]. 1.3 RED DE AREA LOCAL DE TIPO ETHERNET. Ethernet fue desarrollada por Xerox en 1976, en un principio constituyó un sistema CSWCD de 2.94 Mbps y tuvo tanto éxito que las compañias Xerox, DEC e Intel propusieron una noma para Ethernet de 10 Mbps; la cual constituyó la base para IEEE [30]. La red Ethernet es una red local de datos que soporta la conmutación de paquetes a alta velocidad de transmisión y utiliza un canal de comunicaciones compartido por todas las estaciones de la red, con control distribuido conocido como Acceso Múltiple por Sensado de Portadora y con Detección de Colisiones (CSMAKD). Con esto, no existe un controlador central que esté administrando el acceso al canal, ni tampoco existe preasignación de ranuras de tiempo o bandas de frecuencia [31]. Como en una red Ethernet todas las estaciones compiten por el canal, el resultado de esta contienda puede ser que la señales procedentes de varias estaciones entren en el cable aproximadamente al 1

22 Aid0 Luis Méndez Pérez Capítulo 1. Redes de Area Local mismo tiempo y cuando esto ocurre se produce una colisión. Las colisiones son sucesos indeseables, que causan errores y degradan la red Tipos de formatos. Con los formatos que maneja Ethernet, es posible determinar el tipo de paquete que se está recibiendo; a la vez se determina quién está generando tráfico y la longitud de los paquetes Formato general. Un formato general para Ethernet se muestra en la figura Bytes lbyte 6Bytes 6Bytes 2Bytes B. 046B. 4Bytes Preámbulo. Dirección Destino Dirección Origen Datos no Código de Redundan cia I INcio de trama I Longitud de datos Figura 1.3 Formato general de la trama de Ethernet (Transcnta totalmente de la figura 3.15 de la referencia 1331). Preámbulo: cada trama comienza con un preámbulo de 7 bytes, la codificación Manchester de este patrón genera una onda cuadrada de 10 MHz, durante 5.6 pseg con objeto de permitir que el reloj del receptor se sincronice con el del transmisor. El preámbulo es generado por el propio controlador de red. Inicio de trama: contiene el patrón , para denotar el inicio de la misma. Dirección fuente o destino: campo de hasta 48 bits. El bit de mayor orden en la dirección destino, corresponde a un O en las direcciones ordinarias, y un 1 para las direcciones de grupo. Las direcciones de grupo autorizan a múltiples estaciones para escuchar en una sola dirección. Cuando se envía una trama a una dirección grupal, todas las estaciones del grupo la reciben. La transmisión a un grupo de estaciones se denomina difusión restringida ( Multicast ). Las direcciones que tienen todos los bits a 1 están 8

23 Aldo Luis Méndez Pérez Capítulo 1. Redes de Área Local memadas para difusión ( Broadcast ). Una trama que tiene únicamente valores de 1 en su campo destino, se envía a todas las estaciones de la red. Con este campo se puede determinar quién envía o recibe la información [34]. El campo de longitud es de 2 bytes e indica el número de bytes contenidos en el campo de datos del paquete. Este campo no es interpretado por e1 controlador de red [35]. El campo de datos consiste de 46 hasta 1500 bytes, mensajes más grandes necesitan ser enviados en varias tramas. Para distinguir entre tramas válidas y basura se establece que las tramas válidas deberán tener por lo menos una longitud de 64 bytes, desde la dirección destino hasta el código de redundancia. Si la parte de datos correspondientes a una trama es menor de 46 bytes, el campo de relleno se utilizará para llenar la trama al tamaño mínimo requerido [36]. El controlador de red no añade automáticamente los bytes necesarios en casos de paquetes menores de 64 bytes [37]. Para verificar que no haya errores en la transmisión se utiliza el código de redundancia, éste es un código de 32 bits, que representa el conjunto de datos. Si algunos bits de datos se recibieran erróneamente, es casi seguro que el código de redundancia será incorrecto, por lo tanto, el error será detectado [38] Formatos usados por Ethernet Ethernet maneja cuatro tipos de formatos: Ethernet-11, Ethernet 802.3, Ethernet y EthernetSNAP (SNAP-SubNetwork Attachment Point) [39] : Tipo de formato: Ethernet-11. Nombre común: Ethernet. e Dirección Destino Dirección Fuente E-Type IPX: 8137 Paquete del pmtocolo de red Dirección Destino Dirección Fuente Longitud del paquete total Paquete IPX Pnmeros dos bytes: FF, FF 9

24 Aido Luis Méndez Pérez Capihilo 1. Redes de Area Laal Comentarios: Puede transportar solamente paquetes Px. Distinguible de Ethernet solamente porque los dos primeros bytes de todos los paquetes JPX transportados en Ethernet pueden ser todos unos, lo cual no hace el sensado en Ethernet Tipo de formato: Ethernet Nombre común: (la cabecera de es implicada por el estándar 802.3), también es conocida como 802.3/802.2, que es distinguible de raw Dirpccjbn Destino Dirección Fuente Longitud DSAP SSAP de la red Comentarios: Usado por paquetes OS1 en red Los números entre paréntesis son los valores usados por IPX. Tipo de formato: Ethernet SNAP. Nombre común: 802.3/SN-AP o 802.3/802.2/SNAP. Diración Dirección DSAP SSAP SNAP ID Destino Fuente Longitud (OM) (OXAA) d. (0,0,0,81,37) Paquete de la red 1.4 RED DE ÁREA LOCAL DE TIPO TOKEN BUS. La norma IEEE es conocida por lo general como Token Passing Bus (Paso de Testigo en Bus), Físicamente es un cable lineal, o en forma de árbol, al cual se le conectan las estaciones. Éstas, lógicamente están organizadas en un anillo (figura 1.4), en el que cada una de las estaciones conoce la dirección de la estación ubicada a cada lado de ella. Cuando el anillo lógico es inicialido, la estación que tiene la prioridad mayor es la que puede enviar la primera trama y después pasa la autorización a la estación inmediata en 10

25 Aldo Luis Méndez Pérez Capítulo 1. Redes de Área Local prioridad mediante una trama de control especial llamada testigo. El testigo se propaga alrededor del anillo lógico, de tal forma que sólo su poseedor esté autorizado para transmitir tramas. Como solamente una estación a la vez puede tener el testigo, no hay posibilidad de colisiones. Cuando una estación pasa el testigo envía una trama de testigo dirigida especificamente a su vecino lógico en el anillo, independientemente del lugar fisico en donde se encuentre la estación en el cable. Si las estaciones se activan por primera vez, éstas no están dentro del anillo lógico, así que el protocolo MAC tiene la capacidad para agregar y retirar las estaciones [40]. Cable coaxial de banda I ancha b Dirección del movimiento del testigo Anillo lógico Esta estación no se encuentra actualmente incluida en el anillo Figura 1.4 Paso de testigo en bus ~ranxrita totalmente de la figura 3.17 de la referencia [411) Formato de la trama de Token Bus. El formato usado por Token Bus se muestra en la figura 1.5 Los campos que presenta el formato de la trama de Token Bus son los siguientes: Preámbulo: se utiliza para sincronizar el reloj del receptor, como en el caso de Ethernet, excepto que aquí se puede tener una longitud tan corta como 1 byte. trama. Limitador de comienzo y limitador de fin: se utilizan para marcar los límites de la 11