Redes (IS20) Ingeniería Técnica en Informática de Sistemas http://www.icc.uji.es CAPÍTULO 6: Estándares en LAN ÍNDICE (Ethernet) 3. Estándar IEEE 802.2 (LLC) 4. Estándar IEEE 802.4 (Token Bus) Curso 2002-2003 - Redes (IS20) -Capítulo 6 1 El IEEE ha producido varios estándares para LAN Se define 3 niveles con las siguientes funciones: Control lógico del enlace Control de errores y de flujo Actúa de interfaz con los niveles superiores Subnivel MAC 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 Curso 2002-2003 - Redes (IS20) -Capítulo 6 2 1
Algunos estándares para LAN de IEEE : Curso 2002-2003 - Redes (IS20) -Capítulo 6 3 En redes de área local se suelen utilizar topologías estructuradas: 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 Curso 2002-2003 - Redes (IS20) -Capítulo 6 4 2
2.1. Formato de trama 2.2. Protocolos de asignación de canal 2.3. Nivel físico Curso 2002-2003 - Redes (IS20) -Capítulo 6 5 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 Curso 2002-2003 - Redes (IS20) -Capítulo 6 6 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) Curso 2002-2003 - Redes (IS20) -Capítulo 6 7 2.3. Nivel físico 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) Curso 2002-2003 - Redes (IS20) -Capítulo 6 8 4
2.3. Nivel físico 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 Curso 2002-2003 - Redes (IS20) -Capítulo 6 9 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 Curso 2002-2003 - Redes (IS20) -Capítulo 6 10 5
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 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 Curso 2002-2003 - Redes (IS20) -Capítulo 6 11 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 Curso 2002-2003 - Redes (IS20) -Capítulo 6 12 6
5. Estándar IEEE 802.5 ( (Token Ring) Problemas Pérdida de testigo Ruptura del anillo Tramas huérfanas,...etc Características: 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 Curso 2002-2003 - Redes (IS20) -Capítulo 6 13 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 Curso 2002-2003 - Redes (IS20) -Capítulo 6 14 7