Tecnologias

ETHERNET

CARACTERISTICAS • •

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Basado en la lógica de la topología en bus, implementado nuevos dispositivos como un hub al cual las estaciones, servidores y otros dispositivos son conectados. Las transmisiones de esta tecnología son difundidas en el canal compartido para ser escuchadas por todos los dispositivos conectados, solo el dispositivo receptor va a aceptar la transmisión. Esta tecnología ha evolucionado para operar sobre cualquier medio de transmisión. Múltiples es segmentos de Ethernet pueden ser conectados para formar una gran red LAN Ethernet fue diseñado para ser expandido fácilmente. El uso de dispositivos de interconexión tales como bridges (puente), routers (ruteadores), y switches (conmutadores) permiten q que redes LAN individuales se conecten entre sí.

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MODELO DE IEEE 802 IEEE 802 es un estudio de estándares perteneciente al Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE), que actúa sobre Redes de Ordenadores, concretamente y según su propia definición sobre redes de área local (LAN) y redes de área metropolitana (MAN). También se usa el nombre IEEE 802 para referirse a los estándares que proponen, y algunos de los cuales son muy conocidos: Ethernet (IEEE 802.3), o Wi-Fi (IEEE 802.11), incluso está intentando estandarizar Bluetooth en el 802.15. Se centra en definir los niveles más bajos (según el modelo de referencia OSI o sobre cualquier otro modelo), concretamente subdivide el segundo nivel, el de enlace, en dos subniveles, el de enlace lógico, recogido en 802.2, y el de acceso al medio. El resto de los estándares recogen tanto el nivel físico, como el subnivel de acceso al medio.

VENTAJAS

DESVENTAJAS •

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Ethernet es una tecnología probada y confiable. Las redes Ethernet son económicas y rápidas

La habilidad de soportar virtualmente todos los protocolos de red populares. Ethernet es la capa física más popular la tecnología LAN usada actualmente, trabaja a 10Mbps.

DISEÑO DE LA TRAMA

Deben tenderse cables Ethernet desde cada uno de los equipos al concentrador, conmutador o enrutador, lo que puede resultar laborioso y difícil cuando los equipos se encuentran enc en distintas habitaciones.

COMPONENTES DE ETHERNET Ethernet a 10 Mb/s La especificación original IEEE 802.3 era para Ethernet a 10Mb/s sobre cable coaxial grueso. Hoy en día hay cuatro tipos de Ethernet operando a 10Mb/s, cada uno operando sobre un medio distinto. Estos se resumen a continuación: Los AUI, PMA, y MDI pueden ser internos o externos al dispositivo de red. Equipo terminal de datos (Data Terminal Equipment, DTE) En el estándar IEEE, los dispositivos de red son referidos como equipos terminales de datos (DTE). Cada DTE conectado a la red Ethernet debe estar equipado con una interfaz de red (NIC) Ethernet. La NIC provee una conexión con el canal de comunicación. Esta contiene los componentes electrónicos y el software necesario para realizar las funciones necesarias para enviar una trama ethernet a través de la red. Interfaz de unidad de conexión (Attachment Unit Interface, AUI)La AUI provee un camino tanto para señales como para la energía entre las interfaces de red (NIC) Ethernet y el PMA. En el estándar DIX original, este componente era llamado cable transceptor. Conexión al medio físico (Physical Medium Attachment, PMA)El PMA es la parte de la capa física que se encarga de el control de la transmisión, detección de las colisione, la recuperación de reloj y la alineación del Retardo de Propagación (Skew). Interfaz dependiente del medio (Medium Dependent Interface, MDI)La MDi provee a la PMA de una conexión física y eléctrica al medio de transmisión. Por ejemplo, en el caso de Ethernet 10BASE-T, la MDI es un conector remodular de 8 posiciones, que encaja con un enchufe modular de 8 posiciones acoplado a 4 pares de cable UTP. Medio:El medio transporta las señales entre los dispositivos conectados. Pueden utilizarse cable coaxial delgado o grueso, cable par trenzado, o cable de fibra óptica. Componentes de Ethernet a 100 Mb/s El incremento en diez veces la velocidad resulta en un factor de reducción de diez veces el tiempo que se necesita para transmitir un bit en la red. El formato de la trama, la cantidad de datos transportados, y el método de control de acceso al medio se mantienen sin cambios. Hay cuatro tipos de Ethernet operando a 100Mb/s. Los estándares 100BASE-TX y 100BASE-FX son referidos conjuntamente como 100BASE-X. Estos estándares adoptan los estándares de medios físicos desarrollados por la ANSI para FDDI y TP-PMD. Los estándares 100BASE-T2 y 100BASE-T4 fueron desarrollados para hacer posible el uso de cableado UTP de menor calidad. Las funciones realizadas por la DTE y MDI son las mismas que para Ethernet a 10Mb/s. Sin embargo, las especificaciones de Fast Ethernet incluyen un mecanismo de autonegociación. Esto hace posible proveer interfaces de red (NICs) de doble velocidad que pueden operar tanto en 10 como 100Mb/s en forma automática. Interfaz independiente del medio (Media Independent Interface, MII) La MII es un conjunto de componentes electrónicos opcionales diseñados para hacer las diferencias en el señalamiento requeridas para diferentes medios transparente para los chips Ethernet que se encuentran en los NIC de los dispositivos de red. Los componentes electrónicos de MII y el conector de 40 pines y cable asociados hacen posible conectar un dispositivo de red a cualquiera de varios tipos de medio para una mayor flexibilidad. Dispositivo de capa física (Physical Layer Device, PHY) El rol de este dispositivo es similar al del transceptor en Ethernet a 10Mb/s. Esta unidad puede ser interna o externa al dispositivo de red. Generalmente, es parte de la interfaz de red y el hub que contiene los circuitos necesarios para transmitir y recibir datos sobre el cable. Medio: Ethernet a 100 Mb/s puede utilizar cable UTP, STP, o fibra óptica (el cable coaxial no es soportado). Componentes de Ethernet a 1000 Mb/s Gigabit Ethernet aumenta aún más la velocidad de transferencia hasta llegar a los 1000 Mb/s (1 Gb/s). Utiliza el mismo formato de trama, opera en full duplex y usa los mismos métodos de control de flujo que las otras versiones de Ethernet. Em modo half duplex, Gigabit Ethernet utiliza el mismo meto de acceso al medio CSMA/CD para resolver las disputas por el medio compartido.

TOKEN RING

CARACTERISTICAS • •

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Red con topología en anillo lógico pero en estrella física. Red de acceso determinístico al medio estrictamente regulada por el testimonio o testigo (token). Paquete físico especial, Es que no debe con un paquete de datos. Ninguna estación puede retener el token por más de un tiempo dado (10 ms) Trama especial, que otorga a la estación que la posee, el permiso de uso del canal. El desempeño de la red Token Ring para una carga dada puede ser fácilmente calculado. Una red Token Ring opera a una velocidad de transferencia de 4 a 16 Mbps. Las estaciones de trabajo se conectan a los concentradores o MAUs (Multistation Access Unit), generalmente estos concentradores se interconectan entre si para crear redes más grandes. Las redes Token Ring están recomendadas para sistemas con un número elevado de estaciones. Método de acceso de paso de testigo Transmisión Banda Base Especificaciones 802.5 de la IEEE

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MODELO DE IEEE 802 Define una red de área local (LAN) en configuración de anillo (Ring), con método de paso de testigo (Token) como control de acceso al medio. La velocidad de su estándar es de 4 ó 16 Mbps. IEEE 802.5 no especifica una topología, aunque virtualmente todo el IEEE 802.5 puesto en práctica se basa en una estrella, y tampoco especifica un tipo de medios El IEEE 802.5 soporta dos tipos de frames básicos: tokens y frames de comandos y de datos

VENTAJAS • • •

Fácil de extender su longitud, ya que el nodo esta diseñado como repetidor, por lo que permite amplificar la señal y mandarla mas lejos. Requiere poca cantidad de cable. No requiere de enrutamiento.

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DISEÑO DE LA TRAMA

DESVENTAJAS El software de cada nodo es mucho más complejo. Altamente susceptible a fallas. Una falla en un modo deshabilita toda la red (concepto topología anillo)

COMPONENTES DE TOKEN RING Adapatadores Token Ring: Las tarjetas Token Ring están disponibles en modelos de 4 Mbits/sec y 16 Mbits/sec model. Si una tarjeta de 16 Mbits/sec es usada en una red de 4 Mbits/sec, ésta opera a 4 Mbits/sec. Verificar que se usen tarjetas de 16 Mbits/sec en su red respectiva. Multistation Access Units (MAUS) :Un conector MAU conecta 8 o más Estaciones de Trabajo usando algún tipo de cable de red como medio. Se pueden interconectar más de 12 dispositivos MAU. Token Ring Adapter Cables : Cables token ring cables típicamente tienen conectores de 9 pines como terminales para conectar una tarjeta de red a un tipo especial, un conector especial que se conecta al MAU. La longitud del cable no debe exceder ft de longitud pero se pueden utilizar patch cables para extenderlos hasta 150 ft. Patch Cables: Los Patch cables extienden la distancia de una workstation hacia un dispositivo MAU. En los sistemas IBM, debe de ser de tipo 6para una longitud arriba de 150 ft. Ya que este tipo de cable tiene el potencial suficiente para soportar grandes distancias. Connectors:Tipo 1 los usa IBM en sus sistemas de cableadoconectores de datos tipo A que son hermafroditas. Media Filters: Cuando se usa par trenzado tipo 3, se requiere un filtro de medios para las workstations. Este convierte los conectores de cable y reduce el ruido. Patch Panels: Un patch panel se usa para organizar el cable con los MAU. Un conector estándar de teléfono se usa para conectar el patch panel al bloque de punchdown. Maximum Stations and Distances: El número máximo de estaciones en un anillo es de 260 para cable blindado (STP) y 72 para UTP. La distancia máxima que puede haber entre un conector MAU y una estación es de 101 metros (330 f). tomando en cuenta que el cable es continuo de un solo segmento, si se tienen que unir los segmentos se debe utilizar un patch cable, la distancia máxima de un MAU hacia la workstation es de 45 metros (150 ft). La longitud total de la red LAN puede variar según las conexiones de las estaciones. Por ejemplo, si se conecta una estación a un MAU .

FDDI

CARACTERISTICAS •

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La red FDDI [Fiber Data, Interfaz de datos distribuida por fibra] fue diseñada con el propósito de obtener una red de alta velocidad, alta capacidad y gran flexibilidad. Creada por ANSI por 3T95, el ANSI envia las especificaciones a ISO que creo una versión internacional. En la actualidad las implementaciones de la FDDI no son tan comunes como Ethernet o Token Ring. FDDI crece conforme disminuye su coste FDDI tiene cuatro especificaciones. CONTROL DE ACCESO AL MEDIO (MAC): Define la forma en la que se acce accede al medio incluyendo estos aspectos: Formando la trama Tratamiento de token Direccionamiento Mecanismos de recuperación de errores

MODELO DE IEEE 802 Estándar IEEE 802.6. Como FDDI está orientada a la interconexión de redes de área local, está basada en un doble bus de fibra óptica, y soporta ‘altas’ velocidades de conexión, a partir de 1 Mbps. Las velocidades típicas del estándar son entre 34 y 150 Mbps. En los extremos de los buses se sitúan los terminales cabecera emisores de ‘celdas’, estas celdas (o slots) son de tamaño fijo (53 bytes) y se generan a velocidad constante. Los slots viajan en sentidos opuestos, es decir, cada terminal recibe slots en cada sentido, y en función de la ubicación del equipo destino, situará la información en los slots vacantes sobre uno de los dos flujos. Fig. 3. Topología DQDB y emisión de celdas en los buses. Una de las innovaciones de DQDB es la reducción drástica del tamaño del paquete. Además, la celda de DQDB es la adoptada por ATM. Este mecanismo de transporte permite el envío de información isócrona, esto es a velocidad constante, y con muy poco retardo. El mecanismo de control de tráfico es un poco complejo, las estaciones piden la reserva por el bus de un sentido para poder enviar por el otro. Las estaciones marcan las celdas de información que viajan en sentido contrario para reservar celdas que lleguen en la dirección necesaria. A pesar de las ventajas expuestas, DQDB adolece de un problema grave: la asignación de banda depende de la posición relativa de las estaciones en la red. Por otro lado, es difícil establecer prioridades entre los flujos de tráfico8

DISEÑO DE LA TRAMA

VENTAJAS • • • • • • •

Provee mayor ancho de banda que Ethernet. Utiliza fibra óptica para transferir datos codificados en pulsos de luz. Velocidad 100 Mbps. Tolerancia a fallas. Tecnología Token Ring. Distancia de hasta 200 Kms. Hasta 100 estaciones conectadas.

DESVENTAJAS

Su costo de implementación es más alto que las redes Token Ring o Ethernet. • Requiere conversión de protocolo. • No utiliza los dispositivos existentes en una red (adaptadores y concentradores) porque su naturaleza es distinta. • No soporta cable categoría 3.

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COMPONENTES DE FDDI •

- Lógicos.

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La capa de enlace: MAC; aporta las mayores novedades de FDDI. FDDI soporta dos tipos de tráfico: 1. Tráfico síncrono: voz, imágenes, ..., información que debe ser transmitida antes de un determinado tiempo. Podría decirse que es tráfico de datos en tiempo real. 2. Tráfico asíncrono: e-mail, ftp, ..., información para la cual el tiempo que tarde en llagar al destino no es el factor decisivo. SMT; Station Management (gestión de estaciones), se encarga de la configuración inicial del anillo FDDI, y monitorización y recuperación de errores. - Físicos. La capa física: PMD; En el nivel dependiente del medio, FDDI no impone restricciones al tipo de fibra que debe usarse. Puede utilizarse fibra multimodo (MMF), o fibra monomodo (SMF). PHY; define el protocolo de introducción de datos en la fibra. FDDI introduce redundancia en los datos en transmisión, transmite 5 bits por cada 4 bits que le envía el nivel superior.

ATM

CARACTERISTICAS

MODELO DE IEEE 802 •

• Es una técnica orientada a paquetes, en la que el flujo de información se organiza en bloques de tamaño fijo y pequeño, que reciben el nombre de celdas. • Las celdas se transfieren usando la técnica de multiplexación asíncrona por división en el tiempo. • Es un modo de transferencia orientado a la conexión, es decir, cada llamada se constituye en un canal virtual en el multiplex ATM. • La información de señalización va por un canal virtual diferente, evitando así cualquier problemática que pudiera surgir. • Se garantiza la secuencia de entrega de las células transmitidas por el mismo canal virtual. • No existe protección contra errores ni control de flujo en la transferencia de información entre los enlaces. Estos se realizan extremo a extremo entre los terminales de manera transparente a la red, aunque existe un control del tráfico y la congestión en la red. • La cabecera de las celdas tiene una funcionalidad reducida: identifica las células pertenecientes a la misma comunicación, es decir, al mismo circuito virtual.

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IEEE 802.7Este comité provee consejos técnicos a otros subcomités en técnicas sobre redes con mayores anchos de banda con la posibilidad de transmitir datos, sonido e imágenes. Específicamente este estándar trata de las normas que debe cumplir una red LAN de Banda Ancha, tomando en cuenta ciertas características especificas que presentan este tipo de redes tales como: Transmisión de información en forma analógica. Transmitir varias señales por el cable. Se modula la señal (AM ó FM). Dividir el ancho de banda para enviar diferentes señales, para obtener canales de transmisión. Para la aplicación de este estándar primeramente debemos conocer los aspectos básicos de la implementación de una red LAN de Banda Ancha. Broadband: IEEE 802.7 Una red LAN de Banda Ancha permite el transporte de información por el canal eléctrico (conductor). IEEE 802.7 no establece una posición en cuanto al uso de los conectores de tipo FD. El nivel de transmisión de señal: La onda portadora nominal de señal interna será transmitida a 6Mhz.

DISEÑO DE LA TRAMA

VENTAJAS

DESVENTAJAS

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Comunicación de alta velocidad

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Servicio orientado a la conexión, similar a la telefonía tradicional

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Conmutación rápida mediante hardware

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Un único transporte de redes universal e interoperable

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Una única conexión de red que puede mezclar de forma fiable voz, vídeo y datos

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Asignación flexible y eficaz del ancho de banda de la red

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El principal problema que se encuentran las empresas para instalar ATM es el económico. El alto precio de las tarjetas adaptadoras (varían entre 40.000 y 140.000) impiden que las empresas opten por esta tecnología de red, ya que la mayoría de las redes ni siquiera han sido amortizadas. Otro inconveniente es que hasta mediados de 1995 no existía ningún estándar que especificase cómo se debía pasar de una red clásica a una red ATM, por lo que las empresas que optaban por el cambio a ATM debían realizar un cambio brusco de su red anterior a ATM, con el consiguiente desembolso económico. Además, mientras ATM se ha ido desarrollando, han ido surgiendo tecnologías paralelas que ofrecen altas velocidades en la transmisión de datos y con un precio más asequible.

COMPONENTES DE ATM • • • •

Clientes: son aquellos equipos conectados a la red que pueden Transmitir a través de una línea ATM. Multiplexor: su función es proporcionar enlaces virtuales, es decir, encapsular varios canales virtuales ATM sobre una única Conexión física. Interconector: responsable de desmontar los enlaces virtuales y convertirlos a canales individuales, también virtuales. Switch: es quien retira la virtualidad de la conexión, la Clasifica y la resuelve.