IEEE 802

IEEE 802: Conjunto de estandares que tratan sobre redes LAN y WANIEEE 802.1: Conjunto de estandares acerca de la interconexion de redes 802, acceso al medio mediante puertos e interconexion de capas por encima de los protocolos MAC y LLCIEEE 802.2(LLC y MAC): Es la porcion superior de la capa de enlace de datos y enlaza esta con el protocolo de red. La capa MAC depende de la configuracion de red usada (Ethernet, Token Ring...)IEEE 802.3(Ethernet): Es un conjunto de estandares para la comunicacion en una red LANIEEE 802.4(Token Bus): es un protocolo de red que implementa una red logica en anillo con paso de testigo sobre en una red fsica de cable coaxial IEEE 802.5(Token Ring): Protocolo de red con una red fisica en anillo

Funciones LLC (Link Layer Control)- Interfaz con las capas superiores- Entramado- Control de Flujo- Control de errores: retransmision opcionalFunciones MAC (Medium Access Control)- Entramado- Control y correccion de errores- Direccionamiento

MAC Centralizada- Para topologias en estrella, mas control.- Se vuelve sencillo y resuelve los problemas de coordinacion- Hay un punto de fallo y comunicacion mas lenta, posible cuello de botella

MAC DistribuidaMAC Sincrona- Una capacidad especifica para cada conexionMAC Asincrona- En respuesta a solicitudes

Tecnicas para MAC AsincronaRotacion Circular(Round Robin): Los centros chequean sus puertos de forma circular y continua en busca de peticiones. Efectivo cuando varias estaciones tienen paquetes a transmitir durante largos periodos de tiempoReserva: A las estaciones que quieren transmitir se les reserva un ancho de banda. Eficaz para estaciones que quieren transmitir de forma continuaContencion: Las estaciones compiten para enviar las peticiones, son sencillas de implantar y efectivas para un trafico moderado y a rafagas no son adecuados cuando el trafico es elevado

Generaciones LANPrimera Generacion: Redes LAN CSMA/CD y anillo con paso de testigo, terminal-estacion o cliente-servidor, velocidad de transmision de datos moderadaSegunda Generacion: FDDI(Cable de Fibra optica usado en Token Ring que permite Full Duplex), Redes Troncales, Estaciones de trabajo de altas prestacionesTercera Generacion: LAN ATM y GigabitEthernet, Transporte de datos en tiempo real(Multimedia), Redes Inalambricas

IEEE 802.3(ETHERNET)CSMA/CD

ALOHApaquetes de radio, no hay coordinacion de trafico , no mira antes si hay alguien enviando,la trama se puede daar por ruido o por colision.Se envia trama de confirmacion si la trama llega a su destino la estacion receptora espera la trama de confirmacion durante u ntiempo igual al maximo retardo de ida y vuelta mas un incremento fijo si no recibe transmision retransmite la trama, si despues de varias retransmisiones no recibe confirmacion se traslada el problema a las capas superiores.Se usan numeros de secuencia de trama y uso muy ineficiente del ABALOHA RANURADOSe divide el tiempo en ranuras con un reloj central que sincroniza, solo se comienza una transmision al principio de una ranura si el medio esta libre.Colision al principio de una ranura si dos estaciones comienzan a transmitir a la vezUso ineficiente del AB: aunque haya colision la transmision se completa y para transmitir hay que esperar al siguiente inicio de ranura aunque el medio este libreCSMA(Carrier Sense Medium Access)Antes de transmitir la estacion escucha al medio, si esta libre transmite si no espera a que quede libre.Las colisiones se reducen pero aun existen: dos estaciones alejadas pueden transmitir en el mismo instanteUso del AB: No hay ranuras, aunque haya colision la transmision se completa y es necesario rentransmitirlaCSMA/CD(Colition Detection)Cuando la estacion emite escucha al medio para detectar colisiones(tiempo de propagacion ida y vuelta de 51,2 us)(Tamao minimo de trama de 64 bytes) Si se detecta colision, la transmision se detiene para evitar ramas erroneas, se espera un tiempo(aleatorio para evitar colisiones sucesivas o exponecial binario(16 intentos)) y se retransmite.Tiene una topologia de bus logico

Deteccion de Colision a Nivel FisicoEn bus en banda base(coaxial) si hay niveles de tension superiores a lo normalen estrella(pares tenzados) actividad en mas de un puerto del concentradorSX: en par trenzado si hay transmsion simultanea en los dos pares(puntos extremos) y con fibra optica si se detecta haz de luz en los extremosHX o FX: lo configura el usuarioProducto de una colision puede haber: Seal de presencia de colision es una seal electromagnetica de 32B y Fragmentos de colision (Runts) de menos de 64B

Direccion MACUnica, viene en la NIC, 6B: los 3 primeros son los del fabricante y los 3 ultimos los del dispositivo, se expresa en hexadecimal o ASCII

TECNOLOGIAS ETHERNET

Topologia Fisica en BusMultipunto, 1 transmision se propaga por todo el medio, todos lo reciben desechan en funcion de la direccion de destino, Half Duplex, terminador absorve tramas al final del medio

TOPOLOGIA BUS10BASE5

10BASE2

RepetidoresInterconexion Nivel 1(Capa Fisica), Regenera la seal, la sear debe llegar al repetidor con unos valores potencia y ruido adecuados, une2 segmentos, transmite a ambos sentidos, no almacena la seal,Clase I: mayor latencia(140 intervales de bit,tarda mas), traduce entre medios fisicos Ethernet y codificaciones, Solo 1 en 1 dominio de colisionesClase2: menor latencia(96 intervalos de bit) no traduce, solo regenera la seal

TOPOLOGIA ESTRELLA

10BaseT

Topologia Fisica en Estrella(10Mb)Con Concentrador: Punto a Punto, Trafico Centralizado, Nodo central transmite en difusion, Topologia logica de bus, Half Duplex, Repetidor Multipuerto, Concentrador es una interconexion de nivel 1, Distancia maxima de 2500m Longitud de segmento entre host y concentrador es: 90/100m en Par Trenzado y 500m en Fibra Optica(10BaseF), Regla 5-4-3-2-1, no divide dominios de difusion ni de colisionA Modo de Resumen

100BASE...

Topologia Fisica en Estrella(100Mb)Concentradores:Igual que el anterior pero: Distancia maxima 250m, tasa de bit 10nsConmutadores: punto a punto, no colisiones, no CSMA/CD, full-duplex, divide dominios de colision, interconexion nivel 2, velocidad de 200Mbps en Fast Ethernet y 20Mbps en Ethernet clasica, no se aplica 5-4-3-2-1, AB dedicado a cada host

Modos de Conmutacion(De menos a mas latencia(t que tardan en llegar los paquetes)Reenvio: lo reenvia sin mas como en n concentradorCorte y Envio: tan pronto lee la direccion MAC de destino lo reenvia, aunque es posible que envie un Runt.Libre de Fragmentos: lee los primeros 64B y la conmutacion comienza antes de llegar los datosAlmacenamiento y Envio: el switch retiene la trama y verifica la integridad mediante el campo FCS, evita al detino comprobar si hay errores.

1000BASE...Topologia Fisicaintervalo de bit de 1ns, mas veloz ->mejor sincronizacion->mas susceptible al ruido->codificacion mas complejaPar Trenzado(IEEE 802.3ab): Cat 5e o superior, concentrador o switches, 4 cables, FXCodificacion 4D-PAM5Fibra Optica y Cobre Blindado(IEEE 802.3z): Solo Switches, FX, Inmune al ruido, sin conex a tierra, mayores distancias, Backbones Codificacion 8B/10T y NRZ

Protocolo MAC en 1000BASE...Tramas Jumbo, Interoperabilidad 10/100/1000, Compatibilidad hacia atras, Control de Flujo(Tramas Pause)Con Concentradores: intervalo de bit 1ns, 25m dist max entre extremos, HX, Con Switches: Red sin colisiones, No CSMA/CD, FX

10Gigabit Ethernet(El Futuro de Ethernet)intervalo de bit de 0,1ns, Switches, FX, Compatibilidad hacia atras, Codificacion mas compleja,No colisiones permite QoS PUENTES(IEEE 802.1D)

Es un elemento de la red que posee alguna capacidad de controls ya que puede almacenar y reexpedir las tramas que le llegan por sus puertos en funcion de su contenido.Sirve para multiplicar la longitud de las redes(Una Ethernet pasaria de 2.5km a 5km), regenera la seal.Cuando una trama entra en el puente regenera la seal comprueba la direccion de destino y redirige la nueva copia por el puerto o segemento adecuado.Interconexion a nivel 2 de 2 LAN diferentes, 2 LAN iguales 1 LAN y 1 WAN. Puede conectar mas de 2 LAN, si son LAN similares es un SwitchNo modifica el contenido de las tramas ni las encapsula solo hace conversiones de la codificacion si hay cambios en el nivel fisico.Divide dominios de colision pero no de difusionVentajas: seguridad, fiabilidad, rendimiento, distancia

FuncionamientoRecibe tramas procedentes de 1 LAN por 1 puerto y retransmite las tramas a otra LAN por otro puerto. Decide que tramas pasan y las que no, usa tramas MAC y convierte formastos de tramas MAC. Filtra tramas erroneas y tiene buffers,Tiene una base de datos de retransmision para cada puertoCuando reciber 1 trama: Busca si la MAC se asocia a algun puerto diferente del que vino(si no envia la trama por todos los puertos excepto por el que vino, y la estacion destino responde) si encuentra la asociacion puerto -direccion examina si el puerto esta en estado de bloqueo o de envio(el bloqueo impide al puerto recibir o transmitir) si no esta bloqueado retransmite la trama por el puerto

Aprendizaje de direcciones(Actualizacion de la base de datos del puente)Tipos de puentes: Estatico(se carga la base de datos manualmente), Dinamico(Aprende automaticamente direcciones), Transparente(Las estaciones no perciben la presencia del puerto)Cada vez que llega una trama por un puerto se actualiza la base de datos incluyendo el nuevo par puerto-direccion.Si recibe una trama de la que no tiene el par puerto-direccion la reexpide por todas las redes(excepto por la que llego) y la estacion destinataria responde asi aprende el par puerto-direccion desconocido.

Diferencia con ConcentradoresControl de trafico, Retransmiten tramas a traves de dos segmentos de red, Tienen una tabla de direcciones

Rutas AlternativasVentajas: fiabilidad y tolerancia a fallos y Equilibrio de carga de trabajoInconvenientes: Bucles(Tormenta de broadcast)Para evitar los bucles:Se selecciona 1 unico camino para cada pareja direccion origen y direccion destinoGeneralmente la ruta mas corta(con menor numero de saltos), Solo cambia cuando se produce un cambi de topoplogia, Esto se hace de inicio en la configuracion estatica o bien en la configuracion dinamica mediante el bolqueo de puertos. No es Enrutamiento (Nivel 3)

Arbol de Expansion(STP)Para evitar Bucles, El puente tiene a su disposicion informacion sobre la topologia de red que le permite elegir el mejor camino posible cuando una trama lo alcance, esta informacion se actualiza ants cambios de topologia.

Principios basicos:- La toplogia tiene que ser un arbol- Intercambio de mensajes entre puentes para establecer el arbol de expansion- Para cualquier grafo conectado existe un arbol de expansin que mantiene la conectividad y no contiene bucles- Cada puente tiene un identificador unico

ProcesoCada conmutador envia BPDUs(Bridge Protocol Data Units) informando de su existenciaSe selecciona un root bridge para la redLos conmutadores aplican el algoritmo STP para resolver la red y quitar caminos redundatesCada puerto puede estar en uno de los siguientes estados:Bloqueado: Solo recibe BPDUsEscuchando: Construyendo la topologiaAprendiendo: Construyendo la tablaRetransmitiendo: enviando y recibiendo datos de usuarioDeshabilitado: Caido por funciones de administracionEmpiezan en Bloqueadode Bloqueado a Escuchando(o a Deshabilitado)de Escuchando a Aprendiendo "de Aprendiendo a Retrasnmitiendo "