Redes de Computadores

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1 Dpto. Ingeniería Div. Ingeniería de Sistemas y Automática Redes de Computadores 1

2 Objetivos Describir y analizar el funcionamiento de la red Ethernet (IEEE 802.3) Qué vamos a estudiar? Técnicas de acceso al medio en IEEE Características de IEEE a 10 Mbps (Ethernet) Características de IEEE a 100 Mbps (Fast Ethernet) Gigabit Ethernet 2

3 Red Ethernet: Control de Acceso al Medio Control de Acceso al Medio en redes Ethernet: CSMA/CD Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection Desarrollada por Xerox para Ethernet IEEE Tipos de Control de Acceso al Medio Acceso aleatorio: Las estaciones acceden al medio de forma aleatoria Contención: Las estaciones compiten por el medio Antecedentes a CSMA/CD ALOHA y ALOHA ranurado 3

4 Ethernet (MAC): ALOHA Cuando una estación desea transmitir una trama, lo hace Una vez transmitida, escucha el medio durante un tiempo correspondiente a el retardo de ida y vuelta más un pequeño incremento Si durante ese intervalo recibe una confirmación (ACK), todo ha ido bien Si no recibe ACK, transmite de nuevo Si no recibe confirmación después de varios intentos, desistirá Si la trama recibida por el receptor es correcta, se envía ACK La trama puede ser errónea debido al ruido o a que otra estación transmitió en el mismo instante (colisión) La utilización máxima suele ser del 18% 4

5 Ethernet (MAC): ALOHA Ranurado El tiempo del canal se hace discreto (se necesita un reloj o elemento sincronizador) y se divide en ranuras La transmisión de una trama sólo puede comenzar al inicio de una ranura Las tramas que se solapen lo harán completamente La utilización máxima es del 37% 5

6 Ethernet (MAC): CSMA (I) Utiliza la característica de que el tiempo de propagación es mucho menor que el de transmisión Cuando una estación transmite, el resto lo constata casi inmediatamente, por lo que si el medio está ocupado, no intentarán transmitir (disminuye las colisiones) Si una estación desea transmitir, primero comprueba que el medio esté libre Si el medio está libre, transmite; si no lo está, espera Si dos estaciones transmiten al mismo tiempo se produce colisión 6

7 Ethernet (MAC): CSMA (II) Como se detecta la colisión? El transmisor espera un tiempo razonable (tiempo de propagación de ida y vuelta + incremento debido a que la estación receptora también debe competir para enviar ACK) Si no llega ACK, se supone que ha habido una colisión y se retransmite La utilización máxima depende del tiempo de propagación (longitud del medio) y de la longitud de la trama Trama larga y tiempo de propagación pequeño da más utilización 7

8 Ethernet (MAC): CSMA / CD (I) Con CSMA, la colisión inutiliza el medio durante el tiempo de transmisión Este desaprovechamiento se puede reducir si se escucha el medio mientras dura la transmisión: Si el medio está libre, transmite Si está ocupado, espera a que esté libre y transmite Si se detecta una colisión, dejan de transmitir Después de dejar de transmitir, se espera un tiempo aleatorio antes de intentar retransmitir (espera exponencial binaria) 8

9 Ethernet (MAC): CSMA / CD (II) Ejemplo 9

10 Ethernet (MAC): CSMA / CD (III) Como se ha visto, la trama debe ser lo suficientemente larga, para que la detección de colisiones funcione correctamente Se pueden insertar bytes de relleno en la trama 10

11 IEEE a 10 Mbps (Ethernet) Notación de implementaciones <Velocidad de transmisión en MBPS><Método de señalización> <Longitud máxima del segmento en centenas de metros> Alternativas más comunes 10BASE5 10BASE2 10BASE-T 10BASE-F 11

12 IEEE a 10 Mbps (Ethernet)(II) IEEE a 10 Mbps (Ethernet) 10BASE5 10BASE2 10BASE-T 10BASE-F Medio de Transmisión Cable Coaxial (50 ohm) Cable Coaxial (50 ohm) Par trenzado No apantallado Par de fibra óptica a 850 nm Técnica de Señalización Banda base (Manchester) Banda base (Manchester) Banda base (Manchester) Manchester/ On off Topología Longitud máxima del Segmento Nodos por segmento Diámetro del cable (mm) Bus Bus Estrella Estrella /124 µm 12

13 IEEE a 10 Mbps (Ethernet)(III) Especificación del medio 10BASE5 Longitud máxima de 500 m. Extensible hasta 2.5 Km con un máximo de 4 repetidores (transparentes) Sólo se permite un único camino entre dos estaciones (no hay bucles) Especificación del medio 10BASE2 Menos costoso que 10BASE5 (Cable más fino) Tomas de conexión para distancias más cortas Para redes LAN de computadores personales Se puede unir a 10BASE5 con un repetidor adaptado 13

14 IEEE a 10 Mbps (Ethernet)(III) Especificación del medio 10BASE-T Par trenzado no apantallado (telefónico) Se reduce la separación máxima respecto a 10BASE5/2 Topología en estrella Longitud máxima: 100 m. con par, 500 m. Con F.O. Especificación del medio 10BASE-F (F.O.) 10BASE-FP (pasiva): estrella pasiva para conectar estaciones y repetidores a 1 Km. máximo. 10BASE-FL (enlace): enlace punto a punto para conectar estaciones y repetidores a 2 Km. Máximo 10BASE-FB (troncal ): enlace punto a punto para conectar repetidores a 2 Km. máximo 14

15 IEEE a 100 Mbps (Fast Ethernet)(I) LAN de alta velocidad y bajo coste compatible con Ethernet Todos los esquemas utilizan dos enlaces físicos (T/R) Alternativas 15

16 IEEE a 100 Mbps (Fast Ethernet)(II) Características 10BASE5 10BASE2 10BASE-T 10BASE-F Medio de Transmisión 2 pares 2 pares UTP, clase 5 (STP) 2 F.O. 4 pares, clase 3,4 ó UTP 5 Técnica de Señalización MLT-3 MLT-3 4B5B, NRZI 8B6T, NRZ Longitud máxima del Segmento Velocidad de Transmisión Cobertura de la red 100 m. 100 Mbps 200 m. 100 m. 100 Mbps 200 m. 100 m. 100 Mbps 400 m. 100 m. 100 Mbps 200 m. 16

17 IEEE a 100 Mbps (Fast Ethernet)(III) 100BASE-X Dos especificaciones 100BASE-TX: dos pares de par trenzado (T/R) 100BASE-FX: dos fibras (T/R) 100BASE-T4 Ofrece transmisión de datos de 100 Mbps con cable de clase 3 de baja calidad (telefónico). Permite cable de clase 5 17

18 Gigabit Ethernet Transmisión de Gbps (1 Gbps) Utiliza CSMA/CD y es compatible con 10BASE-T y 100BASE-T Ejemplo de Aplicación 18

19 Gigabit Ethernet: Alternativas (I) 1000BASE-SX Longitud de onda pequeñas (770 a 860 nm.) Enlaces dúplex de 275 m. con F.O. multimodo de 62.5 µm. Enlaces dúplex de 550 m. con F.O. multimodo de 50 µm. 1000BASE-LX Longitud de onda mayores (127 a 1355 nm.) Enlaces dúplex de 550 m. con F.O. multimodo de 62.5 µm. ó 50 µm. Enlaces dúplex de 5 Km. con F.O. monomodo de 10 µm. 19

20 Gigabit Ethernet: Alternativas (II) 1000BASE-CX 1 Gbps entre dispositivos localizados dentro de una habitación o armario Utiliza latiguillos de cobre (dos pares trenzados (T/R) con apantallamiento especial) 1000BASE-T Pares no apantallados tipo 5 Conecta dispositivos separados hasta 1000 m. 20

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