Estándares IEEE IEEE

Transcripción

1 Redes de área local Estándares IEEE IEEE IEEE IEEE IEEE IEEE IEEE LLC CSMA/CD Token -bus Token-ring DQDB WLAN

2 LLC Logical Link Control IEEE Nivel 1 datagrama o Nivel 2 confiable (~HDLC)

3 802.3 y Ethernet Flujo de bits en una Ethernet

4 IEEE y Ethernet LAN CSMA/CD persistente-1 (Carrier Sense Multiple Access/ Collision Detect) Cuando una estación quiere transmitir, escucha el cable Si está ocupado, la estación espera hasta que esté libre Si no está ocupado, transmite inmediatamente Si dos estaciones transmiten a la vez, hay una colisión, tx<>rx Después de una colisión, se deja de transmitir y, se espera un tiempo aleatorio antes de repetir el proceso

5 IEEE Codificación binaria Ninguna versión del utiliza codificación binaria directa - 0 voltios, bit 0; 5 voltios, bit 1 - No es posible distinguir entre: 0 voltios (inactivo y bit 0) Codificación Manchester (-0.85V;0V;+0.85V) Cada período se divide en dos intervalos iguales - Un 1 se envía teniendo el voltaje primero alto y después bajo - Un 0 se envía teniendo el voltaje primero bajo y después alto Se asegura que el período tiene una transición a la mitad, lo que facilita la sincronización Desventaja: requiere el doble de ancho de banda

6 802.3 Niveles 100BASET y 1000BASET (N1).

7 IEEE Codificación Manchester diferencial Es una variación del anterior - Un 1 se indica con la ausencia de una transición al comienzo del intervalo - Un 0 se indica con la presencia de una transición al comienzo del intervalo Requiere un equipo más complejo pero ofrece mayor inmunidad al ruido

8 Codificación

9 Protocolo MAC del Formato de la trama del 802.3

10 Protocolo MAC del Preámbulo 7 bytes, , onda cuadrada a 10MHz y 5,6µs Delimitador Byte, Dirección de destino 10Base usa direcciones de 6 bytes El bit de orden mayor - 0 para direcciones ordinarias: Unicast. - 1 para direcciones de grupo: Multicast. Todo unos: Difusión o broadcast (ff:ff:ff:ff:ff:ff) El bit 46 distingue direcciones locales de globales

11 Protocolo MAC del Longitud Longitud de la trama 2*longitud del canal Longitud mínima de trama 64 bytes, si la velocidad, la longitud mínima de la trama debe o bien, la longitud del cable. Evita que una estación complete la transmisión de una trama antes de que el primer bit de la misma llegue al final del cable Las tramas deben tardar más de 2τ en enviarse. (t tx 2τ).

12 Retroceso exponencial binario Algoritmo utilizado cuando ocurre una colisión Tras una colisión el tiempo se divide en ranuras discretas iguales a 2τ (en Ethernet 10Mbps es 51.2µs). Tras i colisiones, se escoge un nº aleatorio entre 0 y 2 i -1

13 Ethernet: Estados Encendido INACTIVO No hay datos para transmitir Datos para transmitir COMPROBANDO PORTADORA Fin tiempo de espera Canal ocupado Canal libre ESPERA (bakoff) Fin de transmisión TRANSMITIENDO (y escuchando) Colisión (Tx Rx) No fin tiempo de espera No fin de transmisión (Tx=Rx)

14 Rendimiento del Eficiencia del canal (E c )= P/(P+2µ/A) P, tiempo de transmisión de una trama µ, tiempo de propagación de una trama A, probabilidad de adquirir el canal Es importante formular la ecuación, E c, en función de la longitud de trama, F, el ancho de banda, B, la longitud del cable, L, y la velocidad de propagación de la señal, c, para el caso óptimo de e ranuras de contención por trama. Con P=F/B, la ecuación E c =1/(1+2BLe/cF)

15 IEEE y Ethernet

16 Ethernet Encapsulación RFC 894

17 IEEE 802.2/802.3 Encapsulación RFC 1042

18 IEEE Cableado de 802.3

19 IEEE Tipos de cableado 802.3

20 IEEE y Ethernet Clasificación de los medios IEEE 802.3

21 Ethernet Ethernet gruesa 10BASE5

22 Ethernet Ethernet fina 10base2

23 Ethernet 10BASE-T y 100BASE-TX 10BASE-F y 100BASE-FX

24 Ethernet Full-duplex Para conectar dos equipos con salida Ethernet

25 Ethernet Cableados

26 Fast Ethernet

27 Fast Ethernet 10 Mbps cada cable < 100m. 100 Mbps A+B+C < 205m.

28 Gigabit Ethernet

29 IEEE Token-Bus General Motors Cable coaxial de 75Ω, 10Mbps. Paso de testigo, no hay colisiones y distintas prioridades. Tiempo real.

30 IEEE Token-Bus Formato de trama.

31 IEEE Token-Ring Original de IBM. Forma natural de pasar el testigo. Cable STP, 16Mbps. El retardo permite cambiar lo que se retransmite.

32 IEEE Token-Ring Testigo libre. Validación de tramas al paso. Cambio de prioridad. Gestión de red. El testigo se puede perder o duplicar. Cambios en la configuración. Estación supervisora elegida dinámicamente. Complicado.

33 IEEE Token-Ring Formatos de tramas.

34 IEEE DQDB Red de área metropolitana. DQDB Distributed Queue Dual Bus.

35 IEEE DQDB

36 IEEE WLAN Topologías: Ad Hoc Network ó IBSS (Independent Basic Service Set) BSS o Modo Infraestructura - Punto de acceso único. Ad Hoc Network Extended Service Set ESS - Varios punto de acceso. - Mayor cobertura. Access Point BSS BSS Access Po ESS

37 IEEE WLAN Extended Service

38 FDDI Fiber Distributed Data Interface Tambien en cobre CDDI

39 Puentes

40 Puentes Interconexión Repetidores N1 Puentes (bridge) N2 Encaminadores (routers) N3 Brouters (bridge + routers) N2 y N3 Convertidores de protocolos o pasarelas (gateway) >N3 Características: Flexibilidad y complejidad creciente. Rapidez decreciente.

41 Puentes Puentes Operan a nivel de enlace. Unen diferentes LAN Se basa en el almacenamiento y reenvío. LAN A Station 1 Station 2 * * * Station 10 Frames with addresses 11 through 20 are accepted and repeated on LAN B Bridge LAN B Frames with addresses 1 through 10 are accepted and repeated on LAN B Station 11 Station 12 * * * Station 20 Figure 14.1 Funcionamiento de un puente

42 Puentes Ventajas de los puentes Extensión geográfica. Limitación de la norma. LAN A Segmentación lógica. Aumento de ancho de banda. Fiabilidad. Confidencialidad. * * * Station 1 Station 2 Station 10 LAN B Frames with addresses 11 throu 20 are accepted an repeated on LAN Bridge Frames with addresses 1 throu 10 are accepted an repeated on LAN Station 11 Station 12 * * * Station 20 Figure 14.1 Funcionamiento de un puente

43 Puentes Tipos de puentes: Puente local. Cuando las LAN están próximas. Normalizados por IEEE - Entre iguales: A nivel MAC. - Entre diferentes: A nivel LLC. Puente remoto. Cuando las LAN están distantes. - Sobre líneas punto a punto. - Sobre circuito virtual en WAN.

44 Puente local Misma tecnología LAN Host A Host B Network Pkt Pkt LLC Pkt Bridge Pkt MAC Pkt Pkt Pkt Physical Pkt Pkt Pkt Pkt Pkt CSMA/CD LAN Pkt CSMA/CD LAN Fig Operation of a LAN bridge from to

45 Puente local Distinta tecnología LAN Host A Host B Network Pkt Bridge Pkt LLC Pkt Pkt Pkt MAC Pkt Pkt Pkt Pkt Physical Pkt Pkt Pkt Pkt CSMA/CD LAN Pkt Pkt Token bus LAN Fig Operation of a LAN bridge from to

46 Puentes distantes Sobre línea P-P. Fig Stalling N 4 a 7 N 4 a 7 N 3 N 2 N 2 N 3 N 2 N2 N 2 N 2 N 1 N 1 N 1 N 1 N 1 N 1 Sobre circuito virtual WAN Fig Stalling N 4 a 7 N 2 N 2 N 4 a 7 N 3 N 3 N 3 N 3 N 2 N 2 N 2 N 2 N 1 N 1 N 1 N 1 N 1 N 1 wan

47 Encaminamiento en puentes. Cuando reexpedir? Encaminamiento estático. Estrategias de búsqueda Norma IEEE Expansión en árbol: LAN A Station 1 Station 2 * * * Station 10 LAN B Station 11 Station 12 * * * Station 20 Puente transparente Para redes IEEE y Encaminamiento en origen: Puente con encaminamiento en origen. Para redes IEEE Bridge Figure 14.1 Funcionamiento de un puente Frames with addresses 11 throu 20 are accepted an repeated on LAN B Frames with addresses 1 throug 10 are accepted an repeated on LAN B

48 Puente transparente Tb. Puente con expansión en árbol Transparencia Interfaz en modo promiscuo. Reexpide o desecha en función de una tabla Algoritmo de envío Recibe una (todas) trama desde una red. Bridge Forwarding Bridge Learning Si LAN destino y origen en la misma red: Descarte. Si LAN destino y origen en distinta red: Reenvío. Si LAN destino es desconocida: Inundación. Yes Frame received without error on port x DA found in Filtering Database? Yes Outbound port = port x? No Forward frame on outbound port SA found in Filtering Database? Yes Update direction and timer Algoritmo de aprendizaje hacia atrás. Mantiene la tabla de direcciones pertenecientes a una red. (sigue) Finished No No Forward frame on all ports except x Add SA to database with direction and new timer Figure 14.8 Bridge Forwarding and Learning

49 Puente transparente Algoritmo de aprendizaje hacia atrás. Inicialmente todas vacías.. Cuando recibe una trama - Anota dirección origen en la tabla de esa red. Pasado un tiempo sin actividad la borra ( unos 3 ). Puente Transp. A C B Origen Destino Trama Tabla A C Inundación Añade A (t 1 ) C A Descarte Añade C (t 2 ) A B Inundación A (t 1 ->t 1 ) B A Reexpide Añade B (t 3 ) T > t 2 Borra C

50 Puente transparente El problema: Se duplica la trama. Frame copied by B1 Frame copied by B2 LAN 2 F 1 F 2 B1 Bridge B2 LAN 1 F Initial frame Fig Two parallel transparent bridges.

51 Puente transparente La solución: Algoritmo de árbol de extensión

52 Conmutadores Evolución de los puentes (1990) Interconexión de N2 (y otros niveles también). Funcionalidad del puente transparente. Canales dedicados entre dispositivos. Conmutación múltiple. Comunicación full-duplex. Adaptación de velocidades (10/100Mbps/1Gbps)

53 Hub & Switch.

54 HUB & Switch UCLM (2001)

55 HUB & Switch

56

57 LAN conmutadas A medida que se agregan más estaciones, aumenta el tráfico. En algún momento, la LAN se saturará. Una solución es usar una velocidad mayor 100 Mbps en lugar de 10 Mbps Obliga a cambiar las tarjetas de red Una solución, menos drástica LAN conmutada El canal de alta velocidad funciona a más de 1 Gbps

58 LAN conmutadas

59 Puentes transparente Dispositivo hardware que conecta varios segmentos LAN. Trabaja en modo promiscuo; acepta cualquier trama transmitida por cualquier LAN a la que está conectado. Los computadores desconocen la existencia de puentes.

60 CRC PARADA Y ESPERA VENTANA DESLIZANTE