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REDES DECOMPUTADORES
Redes de Área Local
LUIS MENGUAL GALÁN
Acceso y RAL Acceso y RAL
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REDES DECOMPUTADORES
• Describir las Técnicas de acceso a Internet más
• Conocer los medios de transmisión, modos ytopologías empleadas en la Redes de Área Local
• Estudiar y comparar las técnicas de acceso almedio util izadas en las redes de difusión
• Analizar los estándares IEEE.x de Redes de Área
Local ampliamente util izados en la industria
Acceso y RAL Acceso y RAL
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REDES DECOMPUTADORES Biblio rafía
• “ Comunicaciones y Redes de Computadores” , 7ªEdición. W. Stallin s, Prentice Hall. 2004
• “ Computer Networks” , 5ª Edition. A. Tanenbaum,Prentice Hall 2003
• Redes de Comunicación” , León-García, A.,Widjaja, I., McGraw-Hill, 2002
• . re ess etwor s , . . ast, ,2002
Acceso y RAL Acceso y RAL
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REDES DECOMPUTADORES
ndice
Tema III: Redes de Acceso y
Redes de Área Local
3.1 Redes de Acceso
3.2 Tecnología de Redes de Área local.
RAL's.
.
Acceso y RAL Acceso y RAL
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REDES DECOMPUTADORES
3.1 Redes de Acceso
. . ecno og as para e uc e e ona o( Asymmetric digital subscribe line)
. . erna vas cceso uc e e ona o
Acceso y RAL Acceso y RAL
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REDES DECOMPUTADORES
TECNOLOGÍAS PARA EL BUCLE DE ABONADO (I)
RED
Permiten la utilización de aplicaciones de Banda Ancha através de los actuales bucles de abonado:
•
PROVEEDOR DE
CORPORATIVA
•Video bajo demanda,
• Acceso remoto a RAL
s y a Internet a alta velocidad, etc
REDES DE DATOS
SERVICIO INTERNET
RTC
-
Acceso y RAL Acceso y RAL
_
ATU-c ADSL Terminal Unit Central
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REDES DECOMPUTADORES
TECNOLOGÍAS PARA EL BUCLE DE ABONADO (II)
V.22....V.34 Modems 4Khz-RTC 1200Bps ... 33,6Kbps Dúplex
Asymmetric Digital 1,5 -8 Mbps (down) (3-5Km)Asimétrico
RDSI
Digital Networkx ps
u scr er ne ps p
ADLS2Asymmetric Digital
Subscriber Line
12 Mbps (down) (2,5km)
2 Mbps (Up)Asimétrico
ADLS2+Asymmetric Digital
Subscriber Line
24 Mbps (down) (2,5km)
2 Mbps (Up)
Asimétrico
VDLSVert high Data Rate
Subscriber Line
100Mbps (down) 150-500m
100Mbps (Up) 150m Simétrico
Acceso y RAL Acceso y RAL
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REDES DECOMPUTADORES
•
sobre bucles de abonando que no superen los 6 Km de
distancia entre modems•
sobre un único par de cables. – Multiplexación por División en Frecuencias (FDM)
– Cancelación de Eco• Se parte de la premisa de que la cantidad deinformación de datos ue recibe el usuario es musuperior a la que transmite a la red
• La conexión de voz analógica también funciona
• Cada canal se puede submultiplexar en varios canalesde menor velocidad.
Acceso y RAL Acceso y RAL
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REDES DECOMPUTADORES
Arquitectura Tecnología DSL
Acceso y RAL Acceso y RAL
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REDES DECOMPUTADORES
Tecnologías de Modulación• DMT (Discrete Multitone Modulation)
– Se divide el ancho de banda total (0 a 1MHz) enbandas de 4KHz 256 bandas de 0 a 255» La banda 0 se usa para RTC» Las bandas de la 1 a la 5 no se usan»
– El espectro disponible se distribuye en subcanalescon múltiples subportadoras
– a a su por a ora es mo u a a en cua ra uraQAM por una parte del flujo total de datos a
transmitir – Adaptación a las características de la línea
Acceso y RAL Acceso y RAL
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REDES DECOMPUTADORES
MDF
an as -an as -an a
RTCCANAL
ASCENDENTE
CANAL
DESCENDENTE
Cancelación de Eco-an a
RTCDESCENDENTE ASCENDENTE
Acceso y RAL Acceso y RAL
zz z z
*MDF= Modulación por División en Frecuencia
z z z
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REDES DECOMPUTADORES
DMT (I)(Discrete Multi-Tone Modulation)
FRECUENCIA
4Mhz4Khz
FRECUENCIA
Acceso y RAL Acceso y RAL
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REDES DECOMPUTADORES
DMT (II)
scre e u - one o u a on
RF
FRECUENCIA
Acceso y RAL Acceso y RAL
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REDES DECOMPUTADORES
4000*15 bits/canal* 25Canales=1,5Mbps
4000*15 bits/canal* 224Canales=13,4Mbps
Acceso y RAL Acceso y RAL
*POTS: Plain Old Telephone Service
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REDES DECOMPUTADORES
Modulación DMT con
Cancelación de Eco
4000*15 bits/canal* 25Canales=1 5Mb s
Acceso y RAL Acceso y RAL
4000*15 bits/canal* 250Canales=15Mbps
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REDES DECOMPUTADORES
(Digital Subscriber Line Access Multiplexer)
Acceso y RAL Acceso y RAL
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REDES DECOMPUTADORES
Acceso y RAL Acceso y RAL
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REDES DECOMPUTADORES ATM I
(ASYNCHRONOUS TRANSFER MODE)
Trafico entrante convert ido enceldas ATMRAFAGAS
RAL
CELDAS DE TAMAÑO FIJO ATM Adaptation Layers (AAL)proporciona el soporte paradistintos tipos de tráficoCONSTANTE
VIDEO
Los niveles de los protocolosde Segmentación yCONSTANTE
tipos de tráfico
la conversión de los t raficosen celdas y viceversa
VOZ
Acceso y RAL Acceso y RAL
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REDES DECOMPUTADORES ATM II
(ASYNCHRONOUS TRANSFER MODE)
• Orientado a Conexión
– Trayectos Virtuales – Circuitos Virtuales
• Datos Organizados En Células – a ecera: ytes
– Datos: 48 Bytes
• Tecnología Adecuada Para Todo Tipo De
– Conmutación de Circuitos
– Datos: Síncrono, Orientado A Conexión Y No
Acceso y RAL Acceso y RAL
Orientado A Conexión
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REDES DECOMPUTADORES ATM III
(ASYNCHRONOUS TRANSFER MODE)
CANAL VIRTUAL
CELDA ATM
CANAL FÍSICO5 bytes 48 bytes
Cabecera Información
Acceso y RAL Acceso y RAL
53 bytes
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REDES DECOMPUTADORES
Niveles superiores
Nivel de Adaptación
ATM
Niveles superiores
Nivel de Adaptación
ATM
Comunicación nivel extremo-extremo
Nivel ATM
Físico
Nivel ATM
Físico
Nivel ATM
Físico Físico
Nivel ATM
Físico Físico
Sistema Final ATM
Sistema Final ATM
Conmutador
ATM
Conmutador
ATM
Interfaces de red ATM
• Nivel de Adaptación: Adapta la información del servicio (ofrecido a los nivelessuperiores) a las células ATM
• ve : ncarga o e encam nam en o y mu p cac n e as c u as ediferentes conexiones
• Nivel Físico: Transporta la información (bits/células)
Acceso y RAL Acceso y RAL
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REDES DECOMPUTADORES
DSLAMRouter o
Red ATM
Acceso y RAL Acceso y RAL
em
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REDES DECOMPUTADORES
IP
… AbonadoIP
Nivel FísicoIEEE 802.3
ATM
IEEE 802.3 AAL5
IEEE 802.3
IEEE 802.3
Nivel FísicoNivel Físico
ATMDSLAM
802.3 ATMIP
ATM
N2 AAL5
PPPISPOperador de Red
REDIP
InternetRouter IP
Acceso y RAL Acceso y RAL
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REDES DECOMPUTADORES
bucle de abonado
Modems a 300 baudios transmitiendo a 300 bps
.
ADSL Equivalente a varios modems en paralelo a, , ,
Acceso y RAL Acceso y RAL
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REDES DECOMPUTADORES
● ADSL2 (G.992.3/G.dtm.bis G.992.4/G.lite.bis)
– Objetivos
● Aumentar la velocidad a largas distancias
● Reducción de consumo eléctrico
● Reducción en los costes de gestión
. .
– Objetivos: Aumentar la velocidad a cortas distancias (sobre ADSL2)
● RE-ADSL2 (G.992.3 Anexo L)
Acceso y RAL Acceso y RAL
–
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REDES DECOMPUTADORES
• Mejoras de alcance y velocidad (12Mbps) – Mejoras en la eficiencia de la modulación QAM codificación de rejilla
– Redución del efecto diafonía
– Adaptación dinámica de la velocidad de la línea (SRA)
– Optimización en el uso de los buffers encargados de almacenar tramas
– Agregación de líneas para incrementar la velocidad (2X, 3X ...)
•
– Capacidades de diagnóstico, monitorización, aumento de velocidad – Medidas de S/R, Ruido y Atenuación
–
• Reducción del consumo eléctrico
– Funcionamiento en modo L0 (igual que ADSL) – Modos de funcionamiento en bajo consumo
» L2 (Reducción de velocidad)
» L3 Slee
Acceso y RAL Acceso y RAL
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REDES DECOMPUTADORES . .
–
» Se amplia el ancho de banda empleado de 1,1Mhz a,
• El aumento de velocidad se logra hasta unos 1,5Km
• A más de 1,5 km el aumento de velocidad es marginal
• Suele ser necesario el uso de Terminales remotos (RT)
» Reducción de interferencias entre líneas
Acceso y RAL Acceso y RAL
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REDES DECOMPUTADORES -
22Mbps
24Mbps
18Mbps
20Mbps
ADSL2+
14Mbps
16Mbps
10Mbps
12Mbps
ADSL2
4Mb s
6Mbps
ADSL RE-ADSL2
2Mbps
Acceso y RAL Acceso y RAL
100 500 900 1300 1700 2100 2500 2900 3300 3700 4100 4500 4900 5300 5700 6100
Distancia en metros
6500
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REDES DECOMPUTADORES
Alternativas a las tecnologías del
•uc e e a ona o
– Requiere la instalación de nuevos medios de transmisión de
fibra• n erne v
– Tecnologias en expansión UMTS (2mbps),HSDPA (HighSpeed Downlink Packet Access), 14Mbps
• WI-FI (Wireless Fidelity) – Requiere infrestructura de acceso
• Sistemas inalámbricos de Banda Ancha (LMDS,Local Multipoint Distribution Service) –
base
• FTTx: Fibra hasta x
Acceso y RAL Acceso y RAL
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REDES DECOMPUTADORES
x: ra as a xFTTN: Fibra hasta el Nodo
FTTC: Fibra hasta la acera
FTTB: Fibra hasta el Edificio
FTTH: Fibra hasta el Hogar
FIBRA Despliegue de fibra en la Red de acceso se conoce como FTTX, donde “ x” indica el
COBREa cance e en o e ra:
FTTN (Fiber To The Node): Fibra hasta el Nodo
FTTC (Fiber To The Curb): Fibra hasta la acera
FTTB Fiber to The Bui ldin : Fibrahasta el edi fi cio
Acceso y RAL Acceso y RAL
FTTH (Fiber TO The Home): Fibra hasta el hogar
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REDES DECOMPUTADORES
. Área local
3.2.1. Introducción3.2.2. Características de las RAL
s
. . .
3.2.5.1. Técnicas de selección3.2.5.2. Técnicas de contienda (CSMA/CD; CSMA/CA)
Acceso y RAL Acceso y RAL
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REDES DECOMPUTADORES RAL: Introducción
• Una RAL es un “ conjunto de sistemas informáticos localizados enuna misma área ue com arten un canal de comunicaciones”
• VENTAJAS: – Compartición De Recursos
– Soporte Varios Fabricantes
–
– Fiabilidad – Interconexión
– oste
– Velocidad
• – Seguridad
– Gestión De Recursos
Acceso y RAL Acceso y RAL
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REDES DECOMPUTADORES
• Medio de transmisión – Coaxial
» Grueso, fino
– Par trenzado» pan a a o
– Fibra óptica
– Microondas/ Infrarrojos
– Banda base – Banda ancha
– Estrella
– Bus
–
• Técnicas de acceso al medio – Selección
Acceso y RAL Acceso y RAL
–
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REDES DECOMPUTADORES
Topología Física en estrella -Lógica
2 PARES TRENZADOS
TRANSMISIÓN
RECEPCIÓN
ESTACIÓN ESTACIÓN ESTACIÓN
Acceso y RAL Acceso y RAL
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REDES DECOMPUTADORES
• SELECCI N
– Centralizada: Sondeo – Distribuida: Paso de testigo (Bus, anillo)
• CONTIENDA
– Con escucha: CSMA-P, CSMA-NP (ranurados y noranurados)
– Con escucha y detección de colisión: CSMA/CD*
– Con escucha y prevención de colisión:
*CSMA/CD: Carrier Sense Multiple Access with collision Detection
Acceso y RAL Acceso y RAL
**CSMA/CA: Carrier Sense Multiple Access with collision Avoidance
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REDES DECOMPUTADORES
on eo o ng
HOST
A B C
Acceso y RAL Acceso y RAL
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REDES DECOMPUTADORES
ESPERA
TESTIGO
TESTIGO
SIGUIENTEESTACIÓN
DATOSFIN DATOS O
TIEMPO POSESIONDATOS
Acceso y RAL Acceso y RAL
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REDES DECOMPUTADORES
• Cualquier estación de la RAL puede transmitiren cualquier momento
•
• Ventajas: –
– Buen rendimiento a baja carga
– Tiempos de acceso al medio no son predecibles
– deben cierta seguridad de acceder al medio
– No hay prioridades
Acceso y RAL Acceso y RAL
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REDES DECOMPUTADORES
Contienda: ALOHA
• Toda estación que tiene que transmitir lo
hace inmediatamente sin restricciones• El tamaño del paquete es fijo
• No hay ningún método de detección de
colisiones• Si se produce colisión no se recibiráasen m en o y ser necesar o re ransm r
Acceso y RAL Acceso y RAL
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REDES DECOMPUTADORES - *
A B
A / B
A B
Acceso y RAL Acceso y RAL *Slotted-Aloha (Aloha ranurado)
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REDES DECOMPUTADORES Contienda: CSMA
(Carrier Sense Multiple Access)
• Todas las estaciones tienen capacidad paraescuc ar s e cana es ocupa o
• Si una estación escucha el canal libre puede
• No se garantiza que no ocurran colisiones
T D p t
Acceso y RAL Acceso y RAL
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REDES DECOMPUTADORES
on en a: - p
TRANSMITE
Acceso y RAL Acceso y RAL
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REDES DECOMPUTADORES
on en a: -np
TRANSMITE
SI
¿CANAL LIBRE?
ALGORITMOESPERANO
Acceso y RAL Acceso y RAL
C ti d CSMA/CD
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REDES DECOMPUTADORES
Contienda: CSMA/CD
(Carrier Sense Multiple Accesswith Collision Detection )
FIN TRANSMISIÓN
¿CANAL LIBRE?
SI
NO
TRANSMITE YESCUCHA
COLISI N
ABORTA TRANSMISIÓN
ESPERA ALEATORIA
COLISI N
Acceso y RAL Acceso y RAL
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REDES DECOMPUTADORES
A B
0
t t p0 + − ε
A B
p0
A B
t t p0 2+
Acceso y RAL Acceso y RAL
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REDES DECOMPUTADORES Prestaciones de los
protocolos de contienda
Acceso y RAL Acceso y RAL
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REDES DECOMPUTADORES
EJEMPLO DE COMPORTAMIENTOEJEMPLO DE COMPORTAMIENTOPROTOCOLO CSMA/CDPROTOCOLO CSMA/CD
Carrier Sense Multiple Access / Colision DetectionCarrier Sense Multiple Access / Colision Detection
Acceso y RAL Acceso y RAL
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REDES DECOMPUTADORES
CB A R C
LA ESTACIÓN A TIENEDATOS QUE TRANSMITIR. LA ESTACI N C TIENE
ESCUCHA EL CANAL LIBRE.EMPIEZA A TRANSMITIR
UNA TRAMA.
DATOS QUE TRANSMITIR.
ESCUCHA EL CANAL OCUPADO.
LA ESTACIÓN H TIENEDATOS QUE TRANSMITIR.ESCUCHA EL CANAL LIBRE.
EMPIEZA A TRANSMITIRUNA TRAMA.
E
H G F
R
Acceso y RAL Acceso y RAL COLISIÓN
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REDES DECOMPUTADORES
CB A R C
E
H G F
R
Acceso y RAL Acceso y RAL COLISIÓN
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REDES DECOMPUTADORES
CB A R C
LA ESTACIÓN ADETECTA UNA COLISIÓN. LA ESTACI N C SIGUE
ESPERA UN TIEMPO ALEATORIOPARA VOLVER A TRANSMITIR
ESCUCHANDO EL CANAL
OCUPADO
LA ESTACIÓN HDETECTA UNA COLISIÓN.ESPERA UN TIEMPO ALEATORIOPARA VOLVER A TRANSMITIR.
E
H G F
R
Acceso y RAL Acceso y RAL COLISIÓN
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REDES DECOMPUTADORES
CB A R C
LA ESTACI N C ESCUCHALA ESTACI N A EST
EN ESPERA ALEATORIAPARA TRANSMITIR
EL CANAL LIBRE.
TRANSMITE
LA ESTACIÓN H ESTÁEN ESPERA ALEATORIA
PARA TRANSMITIR
E
H G F
R
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DE
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REDES DECOMPUTADORES
CB A R C
LA ESTACIÓN A FINALIZASU ESPERA ALEATORIA.
ESCUCHA EL CANAL LIBREEMPIEZA A TRANSMITIR
LA ESTACIÓN H FINALIZASU ESPERA ALEATORIA.
ESCUCHA EL CANAL
E
H G F
R
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DE
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REDES DECOMPUTADORES
CB A R C
ELA ESTACIÓN H TIENEDATOS QUE TRANSMITIR.ESCUCHA EL CANAL LIBRE.
EMPIEZA A TRANSMITIRUNA TRAMA.
H G F
R
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DE
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REDES DECOMPUTADORES
on en a:
• Una estación intenta obtener el medio de
• Se pueden producir colisiones entre señalesde petición
• Cuando se asegura que todas las estacioneshan recibido la señal de petición se puedenransm r os a os
Acceso y RAL Acceso y RAL
*CSMA/CA: Carrier Sense Multiple Access with collision Avoidance
REDES DE
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REDES DECOMPUTADORES
TRAMA
Origen SIFS SIFSDATOS
SIFS
Destino
CTS ACK
NAV RTS
Otrasestaciones
NAV CTS
NAV (DATOS)
VENTANACONTIENDA
APLAZAMIENTO EN ACCESO
NAV: Network Allocation VectorDIFS: Distributed Coordination Function Interframe S ace
Acceso y RAL Acceso y RAL
SIFT: Short Interframe Space
REDES DE Mecanismo Básico de Acceso
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COMPUTADORES Mecanismo Básico de Acceso
CSMA/CATRAMA DATOS
SIFS
ACK
DIFS
Destino
Otrasestaciones
NAV
NAV: Network Allocation Vector:
VENTANACONTIENDA
APLAZAMIENTO EN ACCESO
Acceso y RAL Acceso y RAL
SIFT: Short Interframe Space
REDES DE Contienda: CSMA/CA
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COMPUTADORESContienda: CSMA/CA
(Carrier Sense Multiple Access-Collision Avoidance)•C transmite RTS
•B transmite CTS
• escuc a y por tanto no etecta e cana re
A B .
RTS.
CTS C .
CTS
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DE
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COMPUTADORES .
Comunicaciones en RAL's
3.3.1. Protocolos de Comunicaciones en las
’3.3.2. Subnivel LLC
. . . u n ve
3.3.3.1. IEEE 802.3 Ethernet
3.3.3.2. IEEE 802.11 Wi-Fi
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORESArquitectura de comunicaciones
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COMPUTADORES Arquitectura de comunicaciones
modelo OSI/Ral
APLICACIÓN APLICACIÓN
PRESENTACIÓN
SESIÓN
PRESENTACIÓN
SESIÓN
TRANSPORTE TRANSPORTE
ENLACELLC
FÍSICO FÍSICO
MAC
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
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COMPUTADORES
• IEEE 802.1
• . , og ca n on ro
• IEEE 802.3 (CSMA/CD, Carrier Sense Multiple
• IEEE 802.4 (Paso de testigo en bus. Token Bus)
• IEEE 802.5 (Paso de testigo en anillo. Token Ring)
• IEEE 802.11 CSMA/CA Carrier Sense Multi le Access / Collision Avoidance)
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
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COMPUTADORES
IEEE 802.1
LLCIEEE 802.2
IEEE 802.3 IEEE 802.4 IEEE 802.5 IEEE 802.11
físico físico físico físico
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
IEEE 802.2
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COMPUTADORES
(LLC: Logical Link Control)• TIPOS DE OPERACIÓN:
– OPERACION TIPO 1 : Servicio sin conexión
– OPERACION TIPO 2: Servicio orientado a conexión
– OPERACIONES TIPO 3: Servicio no orientado a
• CLASES DE LLC: – CLASE 1 : Operaciones Tipo 1
– CLASE 2: Operaciones Tipo 1 y 2
– CLASE 3: Operaciones Tipo 1 y 3
– CLASE 4: Operaciones Tipo 1,2 y 3
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES IEEE 802.2
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IEEE 802.2
Estructura de la PDU LLC
8 8 8 ó 16 M * 8
DSAP: Destination Service Access Point
SSAP: Source Service Access Point
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
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. .
N(S)
-
1 0 S S P/FX X X X N(R)
TRAMAS S
1 1 M M P/F M M M TRAMAS U
N(S): Número secuencia de emisión
P/F: Bit de Petic ión/Respuesta
S: Supervision
Acceso y RAL Acceso y RAL
M: Tipo
REDES DECOMPUTADORES IEEE 802.2 Órdenes Res uestas:
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Operaciones Tipo 1
1 2 3 4 5 6 7 8
ÓRDENES RESPUESTAS CODIFICACION
UI
T - U
INFORMATION
XIDEXCHANGE 1 1 1 1 P/F 1 0 1
XIDEXCHANGE
IDENTIFICATION
TEST TEST 1 1 0 0 P/F 1 1 1
IDENTIFICATION
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES IEEE 802.2. Órdenes y
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respuestas: operaciones tipo 2 (I)1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 -16
ORDENES RESPUESTAS CODIFICACION
T - I I(INFORMATION)
I(INFORMATION) N(S)0 N(R)P/F
RR(RECEIVEREADY)
RR(RECEIVEREADY)
P/F N(R)0 0 0 01 0 0 0
T - SRNR
(RECEIVE NOTREADY)
RNR(RECEIVE NOT
READY)P/F0 0 0 01 0 1 0 N(R)
REJ(REJECT)
REJ(REJECT)
0 1 N(R)P/F0 0 0 01 0
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
r enes y respues as:
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. . r enes y respues as:operaciones tipo 2 (II)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 -16
T - I IINFORMATION N(S)0 N(R)P/F
IINFORMATION
RR(RECEIVE P/F N(R)0 0 0 01 0 0 0RR(RECEIVE
T - SRNR
(RECEIVE NOT
READY
P/F0 0 0 01 0 1 0 N(R)RNR
(RECEIVE NOT
READY
REJ(REJECT)
0 1 N(R)P/F0 0 0 01 0REJ(REJECT)
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
y u :
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. . y u :operaciones tipo 3
1 2 3 4 5 6 7 8
ORDENES RESPUESTAS CODIFICACION
T - U AC
ACKNOWLEDGEDCONNECTIONLESS
AC ACKNOWLEDGEDCONNECTIONLESS
P/F
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
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.
• TÉCNICA DE ACCESO: CSMA/CD 1P
•
- 10 BASE 5
- 10 BASE 2
- 10 BASE T
- 10 BROAD 36
- 10 BASE F
- 100BASET
- 1000BASET
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES .
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FORMATO TRAMA
o
r
“Longitud <= 1500”
Dir.DESTINO
Dir.ORIGEN
L o n g i t u CRCLLC
DatosPAD
0 - 46 D e l i m i t a d
Preámbulo
6 6 2 46 - 1500 4
MTU (Maximum Transmission Unit) = 1500 Bytes
7 1Bytes
Si no se alcanza el mínimo-> relleno
Tamaño mínimo: 64 Bytes, Máximo= 1518 Bytes
=
Acceso y RAL Acceso y RAL
,
REDES DECOMPUTADORES
ETHERNET II
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FORMATO TRAMA
r
“ Tipo Datos” > 1500”0x800=2048 ->IP
0x806=2054 ->ARP
.............................
Dir.DESTINO
Dir.ORIGEN
E t h e r t y p
CRCDatos
PAD0 - 46
e l i m i t a d o
Preámbulo
6 6 2 46 - 1500 4
MTU (Maximum Transmission Unit) = 1500 Bytes
7 1Bytes
Si no se alcanza el mínimo-> relleno
Tamaño mínimo: 64 Bytes, Máximo= 1518 Bytes
Acceso y RAL Acceso y RAL
ama o m n mo: y es, x mo= y es
REDES DECOMPUTADORES Ethernet II IEEE 802.3: Diferencias
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• “Ethernet” (Ethernet II, DIX) – Standard de la Industria desde 1982 y se basa en la primera implementación de
.
– Es la versión predominante de CSMA/CD in US.
• 802.3: – Versión de CSMA/CD del IEEE desde 1985.
– Interactúa con 802.2 (LLC) como nivel superior.
• erenc as – Utilizan métodos diferentes para encapsular los datagramas IP.
• Com atibilidad – Se ha definido una extensión llamada SNAP (Subnetwork Access Protocol) para
Ethernet y otras redes diferentes de Ethernet , por ejemplo: WiFi
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
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PROTOCOL (SNAP)
8 8 8 24 16 Bits
DSAP
=AA
SSAP
=AA
CONTROL
=03 UIOUI ETHERTYPE
CABECERA SNAP
OUI: Organisational Unique Identif ier
UI: Unnumbered Information
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES IEEE 802.3
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PARÁMETROS ESPECIFICADOS EN LA
• SLOT-TIME :
S 2,51
• JAM SIZE:
• -
S μ2,369
• ATTEMPT LIMIT 16•
• MAX FRAME SIZE 1518 OCTETOS
• MIN FRAME SIZE 64 OCT. (512 BITS)
•
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
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Indica cuando puede transmitir una estación que ha sufrido una colisión
s2,51 _ μ =TimeSlot
Se fija un t iempo de Ranura
“ ”
)]12(,...,0[ −i
]3,2,1,0..[;.........3)12;.....(2
,..;.........;......
2=−=
=−=
i
.........................................................
10
− ...,,.........El número máximo de ranuras no supera 1023
Acceso y RAL Acceso y RAL
Apartir de la colisión 16 se abandona la transmisión
REDES DECOMPUTADORES .
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10 Base T (Twisted Pair Ethernet)• Medio transmisión: Par trenzado (UTP 24 AVG)
• Velocidad: 10 Mbps
• • Codif icación: MANCHESTER
• Topología: Estrella
– Cada estación se conecta con un cable de dos pares al repetidormultipuerto ó concentrador de cableado ó Hub
• Dimensión
– Segmento:
» máximo 100 m
– Longitud máxima
» n ve es e u• Transceptor en la tarjeta de comunicaciones
• Conectores: RJ45
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
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EJEMPLO DE COMPORTAMIENTOEJEMPLO DE COMPORTAMIENTOPROTOCOLO CSMA/CD 10baseTPROTOCOLO CSMA/CD 10baseT
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES .
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10 BASE T (TWISTED PAIR ETHERNET)
HUB 2D AD A
D A
D
D A
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES .
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10 BASE T (TWISTED PAIR ETHERNET)
HUB1 HUB 3
D A DB
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
IEEE 802.3u
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ps
100BASETX 100BASEFX 100BASET4
Medio Trans. 2 Pares UTP 2 Fibras Ópticas 4 Pares UTP
Modulación
MLT -3 4B5B,NRZI 8B6T,NRZ
Longitud 100 m 100 m2 Km
Dúplex Si Si No
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
CODIFICACIÓN 4B/5B
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Mbaudiosemntoseñalnbitsporel N
C V sbits
baudios 2005,0
100
)(
/===
MbaudiosC
V sbitsbaudios 125
100/===
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
e es erne ps
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p
100 Mbps
ETHERNET10 Mbps ps
1 10......
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
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•Semidúplex. Modificaciones subnivel MAC
•Se mantiene el “ Slot time” en valores próximos a Fast Ethernet microsegundos
•Trama mínima de 512 Bytes. Extensión de por tadora
• •No CSMA/CD
•No hay que detectar colisiones
• o ay m tac ones e ong tu
7 Octetos 1 Oct 6 Oct 6 Oct 2 Oct 0 A 1.500 Oct 4 Oct 0 a 488
Preámbulo SFDDirección
destinoDirecciónorigen
Long.ó
TipoSVT
LLCy/o
DatosRelleno0- 46
Oct
Extensión
64
512
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
RESUMEN TECNOLOGÍAS ETHERNET
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NOMBRE MEDIO FÍSICO DÚPLEX DISTANCIA
ooax a rueso m
10BASE2 NoCoaxial Fino (RG58) 180m
Si -.100BASE-TX SiUTP Cat. 5 (2 Pares) 100m
100BASE-T4 NoUTP Cat. 3 (4 Pares) 100m
1000BASE-T Si
UTP Cat. 5, 5e (4 Pares) 100-300m
UTP Cat. 6, 6a (4 Pares) 550-1000m
-
10GBASE-T SiUTP Cat. 6, 7 (4 Pares) 55-100m
. -
. . , ,100BASE-FX SiF.0. Multimodo (62,5/125, 1300nm) 2 Km
- Si
Acceso y RAL Acceso y RAL
. . ,
10GBASE-E SiF.0. Monomodo (9/125, 1500nm) 40 Km
REDES DECOMPUTADORES
Par trenzado no apantalladons e wes e a r
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– 10 Base-T; 4 Mbit/s Token Ring
• Categoría 4 (hasta 20 MHz) – 10 Base-T; 16 Mbit/s Token Ring
• Categoría 5 (hasta 100 MHz) – - ,
• Categoría 5e (hasta 100 MHz) – 1000 Base-T, hasta 1 Gbps
• Categoría 6 ; 6e (hasta 250 MHz; 500 Mhz) – 1.000 Base-T, hasta 10 Gbps
• – Hasta 10 Gbps
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES IEEE 802.11 Redes WI-Fi
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(Wireless Fidelity)
Resonancia magn., l íneas
telefónicas y de alta tensión
RADIOFRECUENCIAS MICROONDAS LUZ
Aparatos
Domésticos
Radio TV Telecomunic. Inalámbricas,
Microondas, móviles y radar
Lámparas Rayos-X
Banda ELF VF VLF LF MF HF VHF UHF SHF EMF Infrarrojo Ultravioleta R.X. R. Gamma
Frecuen. 50/60Hz 300Hz 3KHz 30KHz 300KHz 3Mhz 30MHz 300Mhz 3Ghz 30Ghz 300Ghz 103
Thz 105
Thz 108
Thz
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES .
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Elementos de la red
Medio Inalámbrico
Punto de AccesoEstación
Sistema de Distribución
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES .
Á
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CONJUNTO BÁSICO DE SERVICIOS BSSBasic Service Set
• Es el elemento básico de la arquitecturaIEEE 802.11
• Conjunto de estaciones inalámbricas que secomun can en re e as
• El área de cobertura geográfica de un BSS
– Área de servicios básicos, BSA (Basic Service Area)
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES .
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Tipos de Redes
• Redes Independientes
- ,• Redes Infraestructura,
• Redes ExtendidasExtended Service Set ESS
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
S S ( )
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REDES INDEPENDIENTES (I)Redes Ad hoc, Inde endent BSS
• Las estaciones se comunicandirectamente
• No existe Punto de Acceso
• Creadas para un corto periodo de tiempo
• Dos estaciones bastan para formar estepo e re
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES IEEE 802.11
REDES INDEPENDIENTES (II)(R d Ad h I d d t BSS)
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(Redes Ad hoc, Independent BSS)
Independent BSS DO DD
BSA: Basic Service Area
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
IEEE 802.11REDES INFRAESTRUCTURA (I)
(I f t t BSS)
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(Infraestructure BSS)
• Existe un Punto de acceso
• Las estaciones se comunican deforma indirecta a través del Punto de
• Las estaciones deben de asociarse aun Punto de Acceso
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
IEEE 802.11REDES INFRAESTRUCTURA (II)
(I f t t BSS)
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(Infraestructure BSS)
Infraestructure BSS
Punto de Acceso
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
IEEE 802.11REDES EXTENDIDAS (I)
(E t d d S i S t ESS)
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(Extended Service Set ESS)
• Se pueden comunicar estaciones de
• Acceso a otras redes (Internet)
unidos por una red trocal
• Los PA actúan como uentesentregando las tramas a las estacionesasociadas
Acceso y RAL Acceso y RAL
BSS (Basic Service Set): Conjunto de estaciones Inalámbricas que se comunican entre sí
REDES DECOMPUTADORES IEEE 802.11
REDES EXTENDIDAS (II)(E t d d S i S t ESS)
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REDES EXTENDIDAS (II)(Extended Service Set ESS)
PA1BSS1 BSS2
PA2
Acceso y RAL Acceso y RAL
Internet
REDES DECOMPUTADORES
IEEE 802.11FORMATO TRAMA
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CABECERA MAC: 30 Bytes
TAMA O M XIMO: 2.346 Bytes
CONTROL DURACIÓN DIR 1 DIR 2 DIR 3 CONTROL
2 2 6 6 6 2 6 0-2312 4 Bytes
TRAMA /ID SECUENCIA
VERSION TIPO SUBTIPO HACIA MASDE CONTROLCONTROL MAS
2 2 4 1 1 1 1 1 1 1 1 Bits
Acceso y RAL Acceso y RAL
PROTOCOLO SD FRAG.SD POTENCIAPOTENCIA DATOS
REDES DECOMPUTADORES
Tipos de Trama (I)
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Tipos de Trama (I)
• Datos• Control – , ,
• Gestión – Beacon, Probe, Associate, Disasociate,
Authentication ….
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
IEEE 802.11:Tipos de Trama (II)
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• – Beacon (Baliza)
» El PA advierte su presencia trasmitiendo 10 tramas Beacon por seg. Contiene
información útil tal como el nombre de la red y las capacidades del PA.
– Probe (petición y respuesta)» Permite a una estación preguntar si hay alguna red en un determinado canal
– Authenticate (petición y respuesta)» Para autenticación de la estación frente al PA.
– Associate (petición y respuesta)» Para llevar a cabo el proceso de conexión de una estación con el PA.
– Disassociate (notificación)» Para desconexión de un PA
– Reassociate (petic ión y respuesta)» Para conectarse a un nuevo PA.
– Deauthentication notificación
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES IEEE 802.11
DIRECCIONES MAC (I)
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DIRECCIONES MAC (I)PA
DO DD
BSSID: Basic Service Set Indenti fier (Es un número aleatorio/ MAC pto acceso)
Función Hacia SD Desde SD Dir 1(Receptor) Dir 2(Transmisor ) Dir 3 Dir 4
SSID: Service Set Indentifier (caracteres alfanuméricos)
Acceso y RAL Acceso y RAL
IBSS 0 0 DD DO BSSID -----
REDES DECOMPUTADORES
IEEE 802.11DIRECCIONES MAC (II)
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DOPA
T R (BSSID)
Cliente
DD
BSSID: Basic Service Set Indenti fier (Es la MAC del Punto de Acceso)
Servidor
Función Hacia SD Desde SD Dir 1(Receptor) Dir 2(Transmisor) Dir 3 Dir 4
SSID: Service Set Indentifier (caracteres alfanuméricos)
Acceso y RAL Acceso y RAL
Hacia SD 1 0 BSSID (PA) DO DD -----
REDES DECOMPUTADORES
IEEE 802.11DIRECCIONES MAC (III)
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DDPA
R T (BSSID)
Cliente
DO
BSSID: Basic Service Set Indenti fier (Es la MAC del Punto de Acceso)
Servidor
Función Hacia SD Desde SD Dir 1(Receptor) Dir 2(Transmisor) Dir 3 Dir 4
SSID: Service Set Indentifier (caracteres alfanumericos)
Acceso y RAL Acceso y RAL
Desde SD 0 1 DD BSSID (PA) DO -----
REDES DECOMPUTADORES
IEEE 802.11DIRECCIONES MAC (IV)
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PA2PA1
T R
DO
BSSID: Basic Service Set Indenti fier (Es la MAC del Punto de Acceso)
Cliente Servidor
Función Hacia SD Desde SD Dir 1(Receptor) Dir 2(Transmisor) Dir 3 Dir 4
SSID: Service Set Indentifier (caracteres alfanumericos)
Acceso y RAL Acceso y RAL
Puente 1 1 R (PA2) T (PA1) DD DO
REDES DECOMPUTADORES
IEEE 802.11
CSMA/CA (I)
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CSMA/CA (I)
• Si el medio está libre:
– tiempo igual a IFS (Interframe Space) – Si esto ocurre la estación puede transmitir
• Si el medio está ocupado: – La estación aplaza la transmisión y continúa
mon or zan o e me o as a que a ransm s n encurso acaba.
– La estación aplaza el acceso un tiempo IFS.
– Si el medio está desocupado durante este periodo, laestación implementa un procedimiento de esperaaleatoria (random backoff )
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
IEEE 802.11
CSMA/CA (II)
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CSMA/CA (II)¿Canal Libre?
si no
¿Continúa Libreun tiempo IFS?
Espera hasta que finalicela transmisión en curso
no
¿Continúa Libre
un tiempo IFS?
si no
Procedimiento deEspera Aleatoria
TransmisiónTrama
¿Ack recibido
Liberación
buffersi
Acceso y RAL Acceso y RAL
en tiempo espera? Retransmisión
REDES DECOMPUTADORES
IEEE 802.11
CSMA/CA (III)
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CSMA/CA (III)
DIFS
MEDIO
DIFS SIFSRANURA DE TIEMPO LIBRES
OCUPADO DATOS
IFS InterFrame Space
VENTANA CONTIENDAAPLAZAMIENTO EN ACCESO
DIFS: DCF – IFSPIFS: PCF IFS
SIFS: Short IFS
DFS: Distributed Coordination FunctionPCF: Point Coordination Function
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
IEEE 802.11
CSMA/CA (IV)
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CSMA/CA (IV)
• El estado del medio abarca dos ámbitos
– Detección de Portadora Física:» Proporcionado por el nivel físico
– Detección de Portadora Virtual:
» Proporcionado por el nivel MAC ,
allocation vector).• El NAV mantiene una predicción del tráfico futuro
• El NAV util iza la información de reserva del medioincluida en la cabecera MAC de las tramas dedatos/gestión o en las tramas control.
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
IEEE 802.11
CSMA/CA (V)
7/18/2019 Redes de acceso y redes LAN
http://slidepdf.com/reader/full/redes-de-acceso-y-redes-lan 107/150
( )
• Cuando una estación transmite una tramade datos:
– Incluye en la cabecera de la misma (campo“ Duración” ) información que permite a todas las
estará ocupado el medio
– Todas las estaciones que escuchen la trama de
acuerdo con el valor de duración
– La estación receptora responde con una trama
espu s e un cor o n erva o
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
Función Centralizada decceso a e o
7/18/2019 Redes de acceso y redes LAN
http://slidepdf.com/reader/full/redes-de-acceso-y-redes-lan 108/150
TBTT
Intervalo Libre de contienda (CFP) Intervalo de
contienda (CP)
SIFS SIFSPIFSSIFSPIFS
BD1+
Sondeo
D2+ACK1
+Sondeo
D3+
Sondeo: :
Fin_CF
ACK+D1 ACKSIFS SIFS Reinicio NAV
Duración Max CFP
NAV
Acceso y RAL Acceso y RAL
TBTT:Target Beacon Transmission Time; CFP: Contention Free Period ; CP: Contention Period
_ _
REDES DECOMPUTADORES .
Variantes de la Norma
7/18/2019 Redes de acceso y redes LAN
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ESTÁNDAR MODULACIÓN FRECUENCIAS VELOCIDAD (Mbit/s)
1
2
. , ,Infrared . , ,802.11 b DSSS, HR- DSSS3 2.4 GHz 1, 2, 5.5, 11
802.11 g DSSS, HR- DSSS,
OFDM4
2.4 GHz 1, 2, 5.5,11; 6, 9,
12,18, 24, 36, 48, 54
802.11 a OFDM 5.2, 5.8 GHz 6, 9, 12, 18, 24, 36,48, 54
1Frequency-Hopping Spread Spectrum1Direct-Sequence Spread Spectrum
Acceso y RAL Acceso y RAL
g a e rec - equence prea pec rum4Orthogonal frequency-division multiplexing
REDES DECOMPUTADORES
Transmisión
7/18/2019 Redes de acceso y redes LAN
http://slidepdf.com/reader/full/redes-de-acceso-y-redes-lan 110/150
Transmisión• n rarro os
– Distancias cortas, misma habitación. 1 Mbit/seg
• FHSS
– Espectro Expandido por Salto de Frecuencias, (Frequency Hopping SpreadSpectrum). Se transmite durante un cierto tiempo en una frecuencia y después sesalta a otra frecuencia de forma aleator ia y así sucesivamente. (1-2 Mbit /seg)
•
– Espectro Expandido de Secuencia Directa (Direct Sequence Spread Spectrum). Se
combinan una portadora y un tren de pulsos pseudoaleatorios.
• HR-D .
– Espectro Expandido de Secuencia Directa de Alta Velocidad (Direct SequenceSpread Spectrum High Rate).
• OFDM – Orthogonal Frequency Division Multiplex. Se divide la banda en un gran número deportadoras con un ancho de banda reducido en cada una de ellas, y realiza un
Acceso y RAL Acceso y RAL
.
REDES DECOMPUTADORES .
Parámetros Algoritmo Backoff
7/18/2019 Redes de acceso y redes LAN
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g
CWmin CWmax SlotTime
FHSS1 15 1023 sμ 50
DSSS2 32 1023 sμ 20
OFDM3 15 1023 sμ 9
1Frequency-Hopping Spread Spectrum2Direct-Se uence S read S ectrum
Acceso y RAL Acceso y RAL
3Orthogonal frequency-division multiplexing
REDES DECOMPUTADORES ,
• IEEE 802.11 divide el espectro en 14 canales disponibles de 22MH Si bi á l i fi í
7/18/2019 Redes de acceso y redes LAN
http://slidepdf.com/reader/full/redes-de-acceso-y-redes-lan 112/150
MHz. Si bien están superpuestos, por lo que interfieren entre sí,excepto el 1, 6 y 11.
países. En Europa se pueden usar 13 canales (en España 10-11,en Francia 10-13, etc.); en América 11 y en Japón 14.
• Se configura en el PA y se selecciona automáticamente en los
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES .
Canales y Compatibilidad Internacional
7/18/2019 Redes de acceso y redes LAN
http://slidepdf.com/reader/full/redes-de-acceso-y-redes-lan 113/150
US
x
x
MHz
2412
2417
Channel
1
2
Europe
x
x
Spain JapanFrance
x
x
x
2422
2427
2432
3
4
5
x
x
x
25Mhz
x
x
x
2437
2442
2447
6
7
8
x
x
x
x
x
x
2452
2457
2462
9
10
11
x
x
x
x
x
x
x
z
2467
2472
2484
12
13
14
x
x
x
x
x
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
IEEE 808.11n
- -
7/18/2019 Redes de acceso y redes LAN
http://slidepdf.com/reader/full/redes-de-acceso-y-redes-lan 114/150
600Mbps
– , ,• Compatibilidad estándares anteriores
• Innovaciones tecnol gicas
– Aumento ancho de canal 20Mhz a 40Mhz – Multiplexacion espacial OFDM
– Agregacion de tramas
– Asentimientos conjuntos
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES ‘.
7/18/2019 Redes de acceso y redes LAN
http://slidepdf.com/reader/full/redes-de-acceso-y-redes-lan 115/150
3.4.1 Dispositivos de interconexión3.4.1.1. Hub
3.4.1.2. Puentes
3.4.1.3. Protocolo STP
3.4.1.4 Conmutadores (switches)
. . . .
3.4.2 Ral conmutadas
3.4.2.1 Control de Flujo. . .
3.4.2.3 Tramas JUMBO
3.4.3 VLAN (Ral Virtuales)
3.4.4 Encapsulamiento
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
Funcionamiento Básico de un Puente (I)
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Est. 1 Est. 2 Est. 10....................
DIRECCIONES
11..20 SON ACEPTADAS
Y RETRANSMITIDAS
PUENTE
TRAMAS CON
DIRECCIONES
1..10 SON ACEPTADAS
Y RETRANSMITIDAS
Est. 11 Est. 12 Est. 20.................
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
REDES IEEE 802.3Funcionamiento Básico de un Puente (I)
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DOMINIO DE COLISIÓN
Est. 1 Est. 2 Est. 10........................
PUENTEDOMINIO DE COLISIÓN
Acceso y RAL Acceso y RAL
Est. 11 Est. 12 Est. 20........................
REDES DECOMPUTADORES
•
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• Almacenan temporalmente las tramas
• ue en rea zar encam nam en o• Espacio de direcciones único
• n puen e pue e conec arse a var as ra s
• No existen tramas con direccion origen o destino
• No poseen mecanismos de control de flujo
.colisión
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
Puentes Transparentes (I)
A B
1 D D D OD.D. D.O.
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A B1 D.D. D.O.
B AD.D. D.O.
B AD.D. D.O.
D
F
C 1 23 A BD.D. D.O. .
A BD.D. D.O.
A
B
D . O . D .
TABLA EN EL PUENTE
INCIIALMENTE TRAMA DE A a BTRAMA DE B a A
A=1
B=2 A=1
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
Puentes Transparentes (II)
A
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RAL A
B AD.D. D.O.
PUENTE 2
T0
Pto.1Pto.1
T1
T2Pto.2
Pto.2
RAL BB AD.D. D.O.
B AD.D. D.O.
TABLA PUENTE 1 TABLA PUENTE 2
B A=1 A=1To To
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
Algoritmo rbol de Expansión (I)SPANNING TREE PROTOCOL (STP, IEEE802.1d)
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• Seleccionar un puente raíz – – ID = Prioridad (conf) + MAC del dispositivo – Sus puertos son ‘puertos designados’
• Seleccionar ‘puertos raíz’ en los demás
puentes – El que tenga el menor coste
• En cada Ral un puente es elegido como
• Bloquearlos puertos no-designados
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
Algoritmo rbol de Expansión (II)SPANNING TREE PROTOCOL (STP, IEEE802.1d)
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P5LAN B
P2
LAN C
P3LAN D
P4
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
Algoritmo rbol de Expansión (III)SPANNING TREE PROTOCOL (STP, IEEE802.1d)
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PUENTE
D R R
RAIZP5
LAN BD
R
P2
LAN C
P3LAN D
P4R
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
Algoritmo rbol de Expansión (IV)SPANNING TREE PROTOCOL (STP, IEEE802.1d)
LAN A
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D R RPUENTE
P5LAN B
R
DRAIZ
P2P6
LAN CD
P3LAN D D
P4R
Acceso y RAL Acceso y RAL
D
REDES DECOMPUTADORES
Algoritmo rbol de Expansión (V)SPANNING TREE PROTOCOL (STP, IEEE802.1d)
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LAN B
P2P6
LAN C
LAN D
P4
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
Estados de puertos en STP
• Bloqueado (Blocked)
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Bloqueado (Blocked)
• Escuchando (Listening)
– Esperando mensajes STP para asegurarsede que no hay bucles
• Aprendiendo (Learning)
– Recibiendo tramas y guardandodirecciones MAC en la tabla
• Reenviando (Forwarding)
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
RALs Conmutadas
• Basadas en tecnología Ethernet
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Basadas en tecnología Ethernet
• Optimización del ancho de banda entre
grupos de usuarios• Comunicaciones dúplex
• Incremento progresivo de la velocidad
(100mbps, 1gbps, 10gbps)• ac a es e ges n
• Posibilidad de crear redes virtuales
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES Conmutadores Ethernet (I)
A
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CG HUB
DF
A
E
B
C
H
SWITCH
DF
Acceso y RAL Acceso y RAL
EDe F a C
REDES DECOMPUTADORES
Las tramas se retransmiten en función
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• Las tramas se retransmiten en función
• Permiten el funcionamiento Full-
– No hay colisiones
– (100Km con F.O.)
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
onmu a ores erne
• Pueden disponer de estrategias de control de
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p gflujo:
– Un Switch si detecta el puerto destino sobrecargadopuede enviar una señal de JAM a la estación origen
– Tramas “ Pause”
• La conmutación de las tramas puede ser:
– puertos fijos
– Dinámica:Los Conmutadores aprenden en qué
puerto está conectada una estación
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
Control de flujo
• Se ha definido un t ipo de trama de control MAC,denominada “ PAUSE” que solamente se puede
7/18/2019 Redes de acceso y redes LAN
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denominada PAUSE que solamente se puedeutilizar en estaciones dú lex
• Cuando un dispositivo estima que se ha superado undeterminado umbral de ocupación de buffers,
“ ” implicado en la comunicación.
• Cuando el subnivel “ MAC Control” recibe una trama“ PAUSE” , indica a “ LLC” que interrumpa latransmisión de tramas de datos hacia el subnivel MAC
“ PARÁMETROS” .
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
“ C t l M IEEE 802 3” 8808
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“ Control Mac IEEE 802.3” =8808
“ Trama Pause” =0001
Dir. Dir. y p e
t a d o r
g o
e t r o s
DESTINO ORIGEN E t h e r
D e l i m i
6 6 2 42 47 1Bytes 2
C ó d i
2
P a r á m
(0)
46
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
Autonegociación
• Puede ocurrir que los dos dispositivos Ethernet implicados eni ió t l i i
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una comunicación no soporten las mismas opcionestransmisión dú lex, control de f lu o .
• La Clause 28 IEEE Standar (Sdt) 802.3 define un mecanismo de“ autonegociación” para que los dos extremos de una conexiónfísica se on an de acuerdo en los si uientes arámetros:
– Velocidad de transferencia: 10 Mb/s o 100 Mb/s.
– Modo de trabajo: semidúplex ó dúplex.
– .
• El proceso de autonegociación lo realiza el nivel físico y tienelugar al arrancar los dispositivos o en una reinicialización
.
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES Topología 10BASET semidúplex
(HDX, HALF DUPLEX)
10 Mbps
7/18/2019 Redes de acceso y redes LAN
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HUBSEMIDÚPLEX
SERVIDOR
10 Mbps 10 Mbps 10 Mbps
HUB
HUBSEMIDÚPLEX
HUBSEMIDÚPLEX
Acceso y RAL Acceso y RAL
Cliente A Cliente B Cliente C Cliente D Cliente E
REDES DECOMPUTADORES Topología 10BASET semidúplex
A
(FDX, FULL DUPLEX)
10 Mbps
DDÚPLEX
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D
SERVIDOR
AD
10 Mbps 10 Mbps
10 Mbps10 Mbps
HUBsSEMIDÚPLEX
Acceso y RAL Acceso y RAL
Cliente A Cliente C Cliente DCliente B
REDES DECOMPUTADORES
ps
SWITCH
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S C
10/100Mps
SERVIDOR
10 Mbps
10 Mbps10 Mbps
HUBs
Acceso y RAL Acceso y RAL
Cliente A Cliente C Cliente DCliente B
REDES DECOMPUTADORES
Comparación Puente-Conmutador
• Ambos filtran las tramas usando la dirección
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• Ambos filtran las tramas usando la dirección
tablas de encaminamiento• Se diferencian en que:
– Un puente tiene un número reducido de interfaces (entre2 y 4) mientras que los conmutadores pueden tener
varias docenas – Los conmutadores puede operar en modo dúplex
– Algunos conmutadores pueden retransmitir tramas sinalmacenarlas completamente
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
Comparación Hub-Conmutador
• Un HUB es un repetidor multipuerto,U t d t lti t
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• Un conmutador es un puente multipuerto.
• Un conmutador ahorran ancho de banda,pero introducen retardo –
almacenada para determinar el puerto de salida.
• Todos los puertos de un HUB comparten elm smo anc o e an a. o o son pos esconexiones semi-duplex
•
nivel 2
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
Gigabit Ethernet (802.3z/ab)• Ampliación trama mínima a 512 bytes (carrier
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Ampliación trama mínima a 512 bytes (carrier
• Distribuidor de Buffer (Buffered Distributor)
–
• Conmutadores Gigabit
–
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
Buffered Distributor • Es un repetidor mult ipuerto con buffers de almacenamiento y enlaces dúplex
• El Buffered Distr ibuter proporciona conectividad dúplex, como un conmutador,
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pero no es tan caro ya que es una extensión de un repetidor.
• Tiene un buffer de entrada para cada puerto donde se encolan las tramasrecibidas. Internamente, posee un bus compartido de forma que las tramasrecibidas por un puerto son enviadas a todos los demás (como en un Hub ),
• Sólo se admiten conexiones a terminales finales o conmutadores (no sepermiten conexiones en cascada). No tiene tabla de direcciones.
• Todos los terminales deben trabajar en modo dúplex y ser capaces de admitir“ ” . u u , v
“ PAUSE” a los terminales con el objeto de realizar contención hacia atrás y deesta manera, no se pierden tramas por desbordamiento de colas.
•
conmutador Gigabit.
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES TOPOLOGÍAS I
CONMUTADOR- CONMUTADOR
SERVIDORESSERVIDORES SERVIDORESSERVIDORES
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100 Mbps 100 Mbps100 Mbps 100 Mbps
100 Mbps
100 Mbps 100 Mbps100 Mbps 100 Mbps
MÓDULOS
100 Mbps100 Mbps100 Mbps 100 Mbps100 Mbps100 Mbps
1000 Mbps
100 Mbps 100 Mbps 100 Mbps 100 Mbps 100 Mbps100 Mbps
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES TOPOLOGÍAS II
SERVIDOR DE ALTAS PRESTACIONES
1000 Mbps
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SERVIDOR
100 Mbps 100 Mbps 100 Mbps
HUB HUB HUB
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
Limitaciones Conmutadores
• No limita el dominio de broadcast
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•
• Susceptible a bucles (loops)
– ,» Aumenta complejidad
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
VIRTUAL LANs (VLANs)
• Separar el switch en varios switches‘virtuales’
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virtuales
• Cada VLAN es un dominio de broadcast
• Se pueden enlazar dos o más switches
• Comunicación entre VLANs requiere unu u
– VLAN <>Subred IP
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
Identificación de VLANs• Por uerto
– El método más común
» Impide el movimiento del puesto de trabajo
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p p j
•
• Tabla de direcciones MACDirección MAC VLAN
2389234873743 2
3045834758445 2
• Por dirección IP – Switch N3 ó Multinivel
• Por etiqueta 802.1Q – Campo adicional en la cabecera de trama
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
• Estáticas – Asignadas manualmente por el administrador
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g p – ene sen o cuan o no ay muc os cam os – Ventaja: simplicidad
• – Se crea una base de datos centralizada Se crea una
base de datos centralizada – -> – Al conectar una estación, el switch la asigna a la
VLAN correspondiente – Conveniente cuando hay muchos cambios – Desventaja: Complejidad
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
IEEE 802.1Q
• Se agrega una identif icación a cada tramapara diferenciar a qué VLAN pertenece
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para diferenciar a qué VLAN pertenece
• El switch que recibe una trama etiquetadapuede: –
(sin modificar)
– Reenviarla a través de un puerto de enlace,
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
IEEE 802.1Q
• Estándar de la IEEE para etiquetado de tramas
• Introduce un encabezado de etiqueta dentro del
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Introduce un encabezado de etiqueta dentro del
enca eza o erne , espu s e a recc nMAC origen
Acceso y RAL Acceso y RAL
REDES DECOMPUTADORES
FORMATO TRAMA IEEE 802.1Q
Dir Dira d o r
y p e
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Dir. Dir. a t y
DESTINO ORIGEN
6 6 2 42 - 1496 4
Datos D e l i m ire m u o
7 1
2
E t h
e
2
• TPID = Ta Protocol ID – Corresponde a Ethernet Type
– 8100 equivale a una etiqueta 802.1Q
• TCI = Tag Control Information – Incluye el VLAN ID y otra información de control
Acceso y RAL Acceso y RAL
como pr or a
REDES DECOMPUTADORES VLAN Eti uetas 802.1Q
VLAN2VLAN1
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VLAN1
Acceso y RAL Acceso y RAL
VLAN2