Ethernet Capa 1: Cableado, Velocidad y Dúplex

Antes de hacer una LAN funcional Ethernet, los dispositivos de usuario final, routers y switches

deben ser cableados correctamente. Para ejecutar con un menor número de errores en la

transmisión a velocidades más altas, y para respaldar cable más largo distancias, variaciones de

cobre y cableado óptico se pueden utilizar. Los diferentes especificaciones Ethernet, tipos de

cables y longitudes de cable por las diversas especificaciones son importantes para el examen, y

son enumerados en la sección "Fundación Resumen".

RJ-45 Patillas y cableado de categoría 5

Usted debe conocer los detalles de cruzado y recto categoría 5 (Cat 5) o Cat 5e cableado para casi

cualquier trabajo en red. La EIA / TIA define las especificaciones de cableado para Ethernet LAN

(http://www.eia.org y http://www.tiaonline.org), incluyendo la de los puertos RJ-45 conecta,

como se muestra en la Figura 1-1.

Los estándares de Ethernet más populares (10BASE-T y 100BASE-TX), cada uso de dos pares

trenzados (específicamente los pares 2 y 3 muestran en la Figura 1-1), con un par utilizado para la

transmisión en cada uno dirección. Dependiendo de qué par un dispositivo utiliza para transmitir y

recibir, ya sea una recta a través o Se requiere cable cruzado. Tabla 1-2 resume cómo el trabajo de

cableado y asignaciones de patillas.

La negociación automática, velocidad y dúplex

De forma predeterminada, cada puerto del switch Ethernet Cisco utiliza la negociación automática

para determinar la velocidad y configuración dúplex (medio o completo). Los switches también

pueden establecer su configuración de dúplex con el dúplex interfaz subcomando, y su velocidad

con-lo adivinaste-la velocidad de la interfaz subcomando.

Los interruptores pueden detectar dinámicamente el ajuste de velocidad en un segmento de

Ethernet en particular mediante el uso de unos pocos diferentes métodos. Switches Cisco (y

muchos otros dispositivos) pueden sentir la velocidad por medio del ayuno Los pulsos de enlace

(FLP) del proceso de negociación automática. Sin embargo, si la negociación automática está

desactivada en cualquiera de los extremos del cable, el interruptor detecta la velocidad de todos

modos sobre la base de la eléctrica entrante señal. Puede forzar un desajuste velocidad

estáticamente configurar diferentes velocidades en cada extremo del el cable, haciendo que el

enlace ya no funcionan.

Switches detectan valores de dúplex a través de auto-negociación única. Si ambos extremos tienen

autonegociación activada, el dúplex se negocia. Sin embargo, si cualquiera de estos dispositivos en

los desactiva cable negociación automática, los dispositivos sin configuración dúplex configurado

deben asumir un defecto. Cisco switches utilizan una configuración dúplex por defecto de half

duplex (HDX) (para 10 Mbps y 100 Mbps.

Interfaces) o full duplex (FDX) (para las interfaces de 1.000 Mbps). Para desactivar la negociación

automática en un Puerto del switch Cisco, sólo hay que configurar estáticamente la velocidad y la

configuración dúplex.

Dispositivos Ethernet pueden utilizar FDX sólo cuando no pueden ocurrir colisiones en el cable

conectado, un enlace libre de colisiones sólo se puede garantizar cuando un hub compartido no

está en uso. Los próximos temas examinar cómo trata Ethernet con colisiones cuando se

produzcan, así como lo que es diferente con Se permite la lógica Ethernet en caso de que no se

produzcan colisiones y FDX.

CSMA / CD

Las especificaciones originales Ethernet espera que se produzcan colisiones en la LAN. Fue de Los

medios de comunicación compartida, la creación de un bus eléctrico literal. Cualquier señal

eléctrica inducida en el cable podría colisionar con una señal inducida por otro dispositivo. Cuando

dos o más tramas Ethernet se superponen en el medio de transmisión en el mismo instante en el

tiempo, se produce una colisión, los resultados de colisión en poco errores y marcos de perdidos.

Las especificaciones originales Ethernet definen el Carrier Sense Multiple Access con Collision

Algoritmo de detección (CSMA / CD) para hacer frente a los choques inevitables. CSMA / CD

minimiza la número de colisiones, pero cuando se producen, CSMA / CD define la forma en los

estaciones de envío lata reconocer las colisiones y retransmitir la trama. El lista siguiente se

describe los pasos en el CSMA / CD proceso:

1. Un dispositivo con un marco para enviar escucha hasta que el Ethernet no está ocupado (en

otras palabras, el dispositivo no puede detectar una señal portadora en el segmento Ethernet).

2. Cuando el Ethernet no está ocupado, el remitente comienza a enviar el marco.

3. El remitente escucha para asegurarse de que no se produjo ninguna colisión.

4. Si hubo una colisión, todas las estaciones que envía una trama enviar una señal de interferencia

para asegurar que todos los estaciones reconocen la colisión.

5. Después de que el bloqueo es completo, cada remitente de uno de los marcos chocaron

originales aleatoriza un temporizador y espera que mucho antes de volver a enviar. (Otras

estaciones que no crean la colisión no tienen que esperar para enviar.)

6. Después de todos los temporizadores expiran, los remitentes originales pueden comenzar de

nuevo con Step 1.

Dominios de Colisiones y Interruptor de almacenamiento en memoria intermedia

Un dominio de colisión es un conjunto de dispositivos que se pueden enviar tramas que colisionan

con los marcos enviados por otro dispositivo en el mismo conjunto de dispositivos. Antes de que el

advenimiento de switches inalámbrica a internet, Ethernets eran ya sea físicamente compartida

(10BASE2 y la 10BASE5) o compartidos por virtud de hubs compartidos y de su Capa de 1 "Repita

fuera todo el otra puertos" la lógica. Ethernet conmuta reducen en gran medida el número de sea

posible colisiones, tanto a través buffering frame ya través de su lógica más completa Layer 2.

Por definición del término, concentradores Ethernet:

■ Utilice exclusivamente en la capa Ethernet 1

■ Repetición (regenerar) señales eléctricas para mejorar las distancias de cableado

■ Las señales de avance recibidos en un puerto a todos los demás puertos (sin búfer)

Como resultado de la lógica de un cubo, un cubo crea un único dominio de colisión. Interruptores,

sin embargo, crean una diferente dominio de colisión per puerto del switch.

Switches tienen la mismo cableado y los beneficios de regeneración de señal como hubs, pero

switches hacen un montón más-incluyendo a veces la reducción o incluso la eliminación de

colisiones por la precarga de los marcos. ¿Cuándo switches reciben varios fotogramas en

diferentes puertos del conmutador, que almacenan las imágenes en memoria búferes de para

prevenir colisiones.

Por ejemplo, imaginemos que un conmutador recibe tres marcos al mismo tiempo, entrando en

tres diferentes puertos, y todos ellos deben salir del mismo puerto del conmutador. El interruptor

simplemente almacena dos de los marcos en la memoria, la transmisión de los marcos

secuencialmente. Como resultado de ello, en la figura 1-2, el conmutador evita cualquier trama

enviada por Larry de chocar con un marco enviado por Archie o Bob-que por definición pone cada

uno de los PCs de adjuntos a el interruptor de en la Figura 1-2 en diferentes dominios de colisión.

Cuando un puerto de switch se conecta mediante un cable a un solo otro dispositivo-para no hub

ejemplo, como el tres PC en la figura 1-2-ninguna colisión posiblemente pueden ocurrir. Los únicos

dispositivos que podrían crear un colisión son el puerto del conmutador y el dispositivo conectado

y cada uno tiene un trenzado separada par en el que para transmitir. Porque no pueden ocurrir

colisiones, estos segmentos pueden utilizar dúplex completo lógica.

Cuando un puerto de switch se conecta a un hub, que necesita para operar en el modo de HDX,

debido a colisiones might ocurrir debido a la lógica utilizada por el concentrador.

Ethernet Layer 2: Enmarcar y Abordando

En este libro, como en muchos cursos de Cisco y documentos, el marco palabra se refiere a los bits

y bytes que incluir la encabezado de la Capa 2 y el remolque, a lo largo de con los datos

encapsulados por que encabezado de y remolque. El paquete de término se utiliza para describir

el encabezado de capa 3 y de los datos, sin capa 2 jefe o remolque. Capa 2 de Ethernet

especificaciones se refieren a la creación, transmisión, recepción, y la interpretación de tramas de

Ethernet.

Las especificaciones Ethernet originales eran propiedad de la combinación de Digital Equipment

Corp., Intel, y la Xerox-de ahí el nombre "Ethernet (DIX)." Más tarde, en principios de los años

década de 1980, la IEEE estandarizada Ethernet, que definen partes (Capa 1 y algunos de Capa 2)

en el 802.3 de acceso a medios (MAC) estándar de control, y otras partes de la capa 2 en el 802.2

Logical Link Control (LLC) estándar. Más tarde, el IEEE se dio cuenta de que el Campo DSAP de 1

byte en el 802.2 cabecera LLC era demasiado pequeño. Como resultado, el IEEE introdujo un

nuevo formato de trama con un protocolo de acceso de subred (SNAP) cabecea después de la

cabecera 802.2, como se muestra en la tercera estilo de cabecera en la Figura 1-4. Por último, en

1997, el IEEE añadió el original DIX V2 encuadre para el estándar 802.3, así como se muestra en la

parte superior del marco en la figura 1-40.

La Tabla 1-3 enumera los campos de cabecera, junto con una breve explicación. Los campos más

importantes son se explica con más detalle después de la tabla.

Campo Descripcion

Preámbulo (DIX) Proporciona transiciones de sincronización y la señal para permitir la sincronización adecuada de la señal transmitida. Consta de 62 alternancias de 1 y 0, y termina con un par de 1s.

Preámbulo y el inicio de Marco Delimitador (802.3)

Mismo propósito y el valor binario como DIX preámbulo; 802,3 simplemente cambia el nombre el preámbulo DIX 8-byte como se un preámbulo 7-bytes y una 1-byte Start de Frame Delimitador (SFD).

Type (o Tipo Campo de 2 bytes que identifica el tipo de protocolo o protocolo de la

Protocolo de) (DIX)

cabecera que siguiente manera el encabezado de. Permite que el receptor de del marco al sabe cómo procesar una trama recibida.

Longitud (802.3) Describe la longitud, en bytes, de los datos que siguen al campo de longitud, hasta a el trailer de Ethernet. Permite que un receptor de Ethernet para predecir el final de la trama recibida.

Destination Service Access Point (802.2)

DSAP; 1-byte campo de tipo de protocolo. Las limitaciones de tamaño, junto con otra usos de los bits de orden inferior, requieren la adición posterior de los encabezados SNAP.

Source Service Access Point (802.2)

SSAP, de 1 byte campo de tipo de protocolo que describe el protocolo de capa superior que creó el frame.

control (802,2) 1 - o 2-byte de campo que proporciona mecanismos tanto para conexión y orientado a la conexión operación de. Generalmente se usa sólo para conexión operación de por los protocolos de modernas, con un valor 1-byte de 0x03.

orgánico Unique Identificador (SNAP)

OUI, campo de 3 bytes, por lo general utilizados hoy en día, proporcionando un lugar para la remitente de la trama a codificar el OUI que representa el fabricante de la Ethernet NIC.

Tipo (SNAP) Campo Tipo 2 bytes, utilizando los mismos valores que el campo Tipo de DIX, superando deficiencias con el tamaño y el uso del campo DSAP.

Tipos de direcciones Ethernet

Direcciones Ethernet, también se llama con frecuencia las direcciones MAC, son 6 bytes de

longitud, por lo general figuran en forma hexadecimal. Hay tres tipos principales de la dirección

Ethernet:

Tipo Ethernet/Direccion MAC

Descripcion

Unicast Término de lujo para una dirección que representa una única interfaz LAN. La I / G bits, el bit más significativo del byte más significativo, se establece en 0.

Broadcast Una dirección que significa "todos los dispositivos que se encuentran en este derecho LAN ahora. "Siempre es un valor de FFFFFFFFFFFF hexagonal.

Multicast Una dirección MAC que implique algún subconjunto de todos los dispositivos actualmente en la LAN. Por definición, el bit I / G se establece en 1.

La mayoría de los ingenieros saben instintivamente cómo se utilizan las direcciones unicast y

broadcast en una típica red. Cuando un NIC Ethernet tiene que enviar una trama, pone su propia

dirección unicast en la Fuente Campo Dirección de la cabecera. Si que quiere para enviar la trama

a un dispositivo en particular en la LAN, la remitente pone la dirección MAC del otro dispositivo en

el campo de dirección de destino de la cabecera Ethernet.

Si el remitente quiere para enviar la trama a cada dispositivo en la LAN, éste envía el marco a la

Ffff.ffff.ffff transmitido dirección de destino. (Una trama enviada a la dirección de difusión se llama

una trama de broadcast o difusión, y los marcos enviado a las direcciones MAC de unidifusión se

llaman unicasts o tramas de difusión individual.)

Tramas de Ethernet de multidifusión se utilizan para comunicarse con un subconjunto

posiblemente dinámica de los dispositivos sobre un LAN. El uso más común para las direcciones de

Ethernet de multidifusión implica el uso de la multidifusión IP.

Por ejemplo, aunque sólo 3 de cada 100 usuarios de una LAN quieren ver la misma secuencia de

vídeo utilizando una IP aplicación de vídeo de multidifusión-basado en, la aplicación puede enviar

un solo fotograma de multidifusión. los tres dispositivos de interesadas preparan por la escucha

para los marcos de se ha enviado a una dirección de particular, multicast Ethernet, marcos de

proceso destinado a esa dirección. Otros dispositivos pueden recibir la trama, pero ellos caso

omiso de su contenido. Debido a que el concepto de Ethernet multicast es la más utilizada hoy en

día con multidifusión IP, la mayor parte de el resto de los detalles de multidifusión de Ethernet

serán cubiertos en el Capítulo 16 ", Introducción de multidifusión IP ".

Formatos de de dirección Ethernet

El IEEE tiene la intención de direcciones unicast que ser único en el universo mediante la

administración de la asignación de las direcciones MAC. El IEEE asigna a cada proveedor un código

para utilizar como los 3 primeros bytes de sus direcciones MAC; de que primero medio de las

direcciones se llama el Identificador de Organizativamente Unique (OUI). El IEEE espera que cada

uno fabricante para utilice su OUI para los 3 primera bytes de la MAC asignado a un producto

Ethernet creado por ese proveedor. El vendedor se asigna un valor único en las de bajo orden 3

bytes por cada tarjeta Ethernet que fabrica, lo que garantiza mundial unicidad de las direcciones

MAC. La Figura 1-5 muestra el formato de dirección Ethernet básica, a lo largo de con algunos

detalles adicionales.

Tenga en cuenta que la Figura 1-5 muestra la ubicación del byte más significativo y el bit más

significativo de cada uno byte de. IEEE documentación enumera direcciones Ethernet con el byte

más significativo de la izquierda. Sin embargo, el interior de cada byte, el bit de más a la izquierda

es el bit de menos significativo, y el bit de más a la derecha es la la mayor parte poco significativa.

Muchos documentos se refieren a la orden de los bits como canónicos, otros documentos se

refieren a ella como little-endian. Con independencia de la plazo, el orden de los bits el interior de

cada byte es importante para la comprensión de la el significado de los dos bits más significativos

de una dirección Ethernet:

■ El Individuo / Grupo (I / G) algo

■ El bit universal / local (U / L)

Tabla 1-5 resume el significado de cada bit.

I/G and U/L Bits

Campo Significado

I/G Binario 0 significa que la dirección es un unicast; binaria 1 significa que la dirección es un multicast o broadcast.

U/L Binario 0 significa que la dirección es proveedor asignado; binaria 1 significa que la dirección ha sido asignado administrativamente, anulando el vendor-dirección asignada por.

El bit de I / G significa si el dirección de representa un dispositivo individual o un grupo de los

dispositivos de, y el bit de U / L identifica direcciones configuradas a nivel local. Por ejemplo, la

Ethernet multicast direcciones utilizado por las implementaciones de multidifusión IP siempre

empieza con 0x01005E. Hex 01 (el primer byte de la dirección) convierte a binario 00000001, con

el bit más significativo es 1, lo que confirma el uso del bit I / G.