1. MÓDULO II
LAN ETHERNET
Revisión
Este Módulo describe los diferentes tipos de topologías LAN. Este módulo explica los retos
de las LANs compartidas y cómo estos retos son resueltos con tecnología de LAN
switcheada. Este módulo también describe las formas en que las LANs pueden ser
optimizadas.
Objetivos del Módulo
Al completar este módulo, usted será capaz de expandir una red LAN por adición de
switch. Esta habilidad incluye el logro de los siguientes objetivos:
 Describe asuntos que están relacionados con tráfico creciente en una red de área
local de Ethernet
 Identifica soluciones con tecnología de LAN switcheadas pata asuntos de
direccionamiento Ethernet en la red..
 Describe el proceso de entrega de un paquete a través de un switch.
 Describe las características y funciones del software IOS CLI Cisco.
 Inicializa un switch decapa reacceso y usa la interfaz CLI para configurar y
monitorear el switch.
 Activa seguridad física, de acceso y control de puerto en un switch.
 Enumera las formas en que una LAN Ethernet puede ser optimizada.
 Describe los métodos de localización de fallas en los switch.

2. Lección 01
Entendiendo los retos de las LAN compartidas.
Revisión
Los LANs son una manera relativamente barata de compartir recursos caros. Los LANs dejan a
usuarios múltiples entrar en que un área medianamente geográfico pequeño intercambiar reporta y
mensajes, así como compartir el acceso a recursos como servidores de archivos. Las LANs han
evolucionado rápidamente en sistemas de soporte que son aspectos críticos para las
comunicaciones en las organizaciones. Esta lección describe los retos que las LANs compartidas
deben afrontar ante la necesidad del incremento de ancho de banda y más velocidad; para
satisfacer las necesidades de los múltiples usuarios.
Objetivos
Al completar esta lección, usted será capaz de identificar temas relacionados con el
incremento de tráfico en las LANs Ethernet. Esta habilidad incluye el logro de los
siguientes objetivos:
 Define segmentos de LAN Ethernet y sus limitaciones de distancia.
 Enumera las características y funciones de un Hub en una LAN Ethernet.
 Define las colisiones en una LAN y enumera las condiciones que las producen.
 Define dominios de colisiones en una LAN Ethernet.

3. Ethernet LAN Segments
La longitud de los segmentos es una consideración importante cuando usamos
tecnología Ethernet sobre una LAN. Este tópico describe los segmentos y sus
limitaciones.
Un segmento es una conexión de red de dos o más dispositivos que utilizan el mismo
medio físico o cable. El cable Ethernet y los segmentos pueden extenderse a lo largo de una
distancia física limitada. Más allá de esta distancia, las transmisiones se volverán
degradadas por el ruido de la línea, atenuación de la señal y fallas en el entendimiento de
las especificaciones del Acceso Múltiple con Detección de Portadora con Detección de
Colisiones (CSMA/CD). El tipo de cable, la tasa de datos y las técnicas de modulación
afectan la longitud máxima del segmento.
Por ejemplo, cuando usamos cable UTP para Ethernet, se recomienda una distancia máxima
de 328 pies (100 metros), los cables de fibra óptica pueden proporcionar una gran distancia
de cableado, aproximadamente arriba de 1800 pies (550 m) o también de varias millas,
dependiendo de la tecnología.
Cualquier dispositivo que opera en capa 1 del modelo OSI no terminará el segmento
Ethernet de la LAN. Los dispositivos de capa 1 solamente repiten señales eléctricas.
Ethernet es cubierto por el estándar IEEE 802.3. Cuatro tasas de datos son comúnmente
definidas para operar sobre cables de fibra óptica y par trenzado:
 10 Mb/s ----- 10BASE – T Ethernet
 100 Mb/s----- Fast Ethernet
 1000 Mb/s---- Gigabit Ethernet
 10 Gb/s ------- 10 Gigabit Ethernet

4. Las especificaciones de cada tipo de Ethernet tiene definida un conjunto de tipos de cables,
tasa de datos y técnicas de modulación que en diferentes formas maximizan la longitud del
segmento, como se muestra en la tabla.
Los diferentes estándares Ethernet son identificados por un nombre de producto que tiene
tres partes que están basados en los atributos de la capa física. La convención del nombre es
una cadena de tres términos indicando la velocidad de transmisión, el método de
transmisión y el tipo de medio o señal codificada. Aquí hay algunas directrices para
identificar los estándares Ethernet y sus características usando 10BASE-T como ejemplo:
 El “10” está referido a la velocidad que soporta, en este caso 10 Mb/s
 “BASE” quiere decir que es Ethernet de banda base.
 “T” quiere decir par trenzado, categoría 3 o mayor.
Ethernet Segment Distance Limitations
Ethernet
Specification
Description Segment Length
10 BASE-T 10 Mb/s Ethernet sobre par trenzado 328 ft (100m)
10 BASE-FL 10 Mb/s Ethernet sobre cable de Fibra
Óptica
6560 ft (2000m)
100 BASE-TX 100 Mb/s Ethernet sobre par trenzado 328 ft (100m)
100 BASE-FX FastEthernet sobre cable de Fibra Óptica 1300 ft (400m)
1000 BASE-T Gigabit Ethernet sobre par trenzado 328 ft (100m)
1000 BASE-LX Gigabit Ethernet sobre cable de Fibra
Óptica
1800 ft (550m) 62.5 um
6.2 miles (10Km) 10um
Monomodo.
1000 BASE-SX Gigabit Ethernet sobre cable de Fibra
Óptica
820 ft (250m) 62.5 um
1800 ft (550m) 50 um
ambos Multimodo
1000 BASE-CX Gigabit Ethernet sobre cable de cobre 82 ft (25m)
10GBASE-T 10 Gb/s Ethernet sobre par trenzado 328 ft (100m)
10GBASE-LX4 10 Gb/s Ethernet sobre cable de Fibra
Óptica
980 ft (300m) 62.5 um
6.2 miles (10Km) 10um
fibra Monomodo.

5. Extendiendo un Segmento LAN
Usted puede agregar dispositivos a una LAN Ethernet para extender el segmento. Este
tópico describe cómo agregando dispositivos de capa 1 se puede superar las limitaciones de
la distancia en una LAN Ethernet.
Un repetidor es un dispositivo de capa física que toma una señal desde un dispositivo en la
red y actúa como un amplificador. Adicionando repetidores a la red extendemos el
segmento de la red de tal forma que los datos pueden ser enviados satisfactoriamente sobre
largas distancias. Hay, sin embargo, límites en el número de repetidores que pueden ser
agregados a la red.
Un Hub, que también opera en la capa física, se ve como un repetidor. Cuando un Hub
recibe una transmisión de señal, la amplifica y retransmite. A diferencia de un repetidor, un
Hub puede tener múltiples puertos que conectan a un número de dispositivos de red. Por lo
tanto, un Hub retransmite la señal a todos los puertos que conectan estaciones de trabajo o
servidores. Los Hubs no leen los datos que pasan a través de ellos así como también no
saben de la fuente o destino de la trama. Esencialmente, un HUB recibe los bits entrantes,
amplifica las señales eléctricas y transmite estos bits a través de todos sus puertos a los
dispositivos de la red conectados a él.
Un HUB extiende pero no termina una LAN Ethernet. La limitación de ancho de banda de
una tecnología queda compartida. Aunque cada dispositivo tiene su propio cable conectado
al HUB, todos los usuarios de un segmento determinado, compiten por la misma cantidad
de ancho de banda.
Un significativo desarrollo en la perfomance de las LAN Ethernet ha introducido los
SWITCH para reemplazar a los HUBs en las redes basadas en Ethernet. Este desarrollo
corresponde con el desarrollo de 100BASE-TX Ethernet. Los SWITCH pueden controlar el
flujo de los datos por cada puerto individual y envia las tramas solamente al destino
apropiado (si el destino es conocido). Esta funcionalidad es mucho mejor que enviar todas
las tramas a todos los dispositivos. Al igual que los HUB, los SWITCH también amplifican
la señal y extienden las distancias de los cables. Ellos también extienden una LAN para
cubrir mas distancias uniendo múltiples segmentos de LAN. En general, los SWITCH son
seleccionados para conectar dispositivos a la LAN. Sin embargo, un SWITCH es mas caro
que un HUB, su trabajo mejorado y su confiabilidad lo hacen mas caro.

6. Collisions
Las Colisiones son parte de la operación de Ethernet, ocurren cuando dos estaciones
intentan una comunicación al mismo tiempo. Este tópico describe cómo ocurren las
colisiones en las LANs.
Las colisiones son subproductos del método CSMA/CD que usa Ethernet. En una red
Ethernet muchísimos dispositivos comparten el mismo segmento. Todos los dispositivos
tienen garantizado el acceso al medio, pero no tienen reclamo priorizado en él. Ethernet usa
CSMA/CD para detectar y gestionar colisiones y procesos de reanudación de las
comunicaciones. En el método de acceso CSMA/CD, todos los dispositivos de red que
tienen mensajes por enviar deben escuchar antes de transmitir. Si un dispositivo detecta una
señal desde otro dispositivo, éste esperará por un determinado tiempo antes de iniciar su
transmisión. Cuando no se detecte tráfico, un dispositivo transmitirá su mensaje. A pesar de
escuchar para ver si el medio está libre, las estaciones pueden transmitir simultáneamente;
si esto llegara a suceder, ocurre una colisión y las tramas son destruidas.
Cuando las estaciones transmisoras reconocen el acontecimiento de colisión, ellos
transmitirán una señal especial “jam” por un tiempo predeterminado. Los dispositivos en el
segmento reconocerán que la trama ha sido corrompida y ellos dejarán de transmitir. Las
estaciones transmisoras luego empezarán a un cronometrador aleatorio que debe ser
completado antes de tratar de retransmitir los datos.
Como las redes se vuelven mayores y usan más ancho de banda, se vuelve mas probable
que las estaciones traten de transmitir datos al mismo tiempo y ocurran las colisiones. La
mayor ocurrencia de colisiones, las más altas congestiones y la accesibilidad a la red
pueden reducirse o simplemente no existir.
Adicionando un HUB a una LAN Ethernet se puede superar el límite de la distancia que
una trama puede llegar en un segmento antes que la señal se degrade, pero los HUBs no
pueden cambiar el tema de las colisiones.

7. Collision Domains
En la LAN Ethernet extendidas se encuentran usuarios que requieren un mayor ancho de
banda, para ello se pueden crear segmentos de red física separados, llamados dominios de
colisiones. Las colisiones están entonces limitadas para un dominio más pequeño que la red
entera. Este tópico describe los dominios de colisiones.
En segmentos Ethernet tradicionales, los dispositivos de red competían por el mismo ancho
de banda donde solamente un dispositivo podía transmitir en un determinado tiempo. Los
segmentos de red que comparten el mismo ancho de banda sn conocidos como dominios de
colisiones. Cuando dos o mas dispositivos que están en el mismo segmento, transmiten al
mismo tiempo, ocurre una colisión. Todos los que comparten el entorno del medio como
aquellos creados usando HUB, son dominios de colisiones.
Esto es posible, sin embargo, para utilizar otros dispositivos de red operando en capa 2 y
superior del modelo OSI para dividir una red en segmentos y reducir el número de
dispositivos que compiten epo el mismo ancho de banda. Cada segmento nuevo resulta ser
un nuevo dominio de colisión. Un mayor ancho de banda es disponible para los dispositivos
en un segmento y las colisiones en un dominio de colisión, no interfiere con el trabajo de
los otros segmentos.
La figura muestra dominios de colisión únicos en un entorno switcheado. Por ejemplo, de
un switch de 12 puertos tiene conectado un dispositivo en cada puerto, se crean 12
dominios de colisiones. Cuando un HOST está conectado a un puerto de un SWITCH, el
SWITCH crea una conexión dedicada. Esta conexión dedicada es considerada un dominio
de colisión individual debido a que el tráfico es mantenido separado del resto del tráfico,
por lo tanto se elimina la probabilidad de una colisión.
El Dominio de Broadcast es otro nuevo concepto. El SWITCH filtra las tramas que están
basadas en una dirección MAC dentro de la trama, pero este filtro no se puede aplicar a
tramas Broadcast. Por su misma naturaleza, las tramas Broadcast deben ser reenviadas, sin
embargo, una colección de switches interconectados forman un simple dominio de
Broadcast. Se puede utilizar un equipo de capa 3 como un Router para terminar con el
dominio de Broadcast de capa 2.

8. Role of CSMA/CD in Ethernet
Las señales Ethernet son transmitidas a todos los Hosts que están conectados a la LAN,
usando un conjunto especial de reglas para determinar que estación puede “hablar” durante
un tiempo determinado. Este tópico describe este conjunto de reglas.
La LAN Ethernet gestiona las señales sobre una red con el método de Acceso Múltiple por
detección de Portadora con Detección de Colisiones (CSMA/CD), que es un aspecto
importante de Ethernet. La figura ilustra este proceso.
Antes de transmitir en una LAN Ethernet, un computador primero escuha el medio de la
red. Si el medio etá libre, el computador envía sus datos. Después de que una transmisión
ha sido enviada, el computador en la red compite por la próxima disponibilidad de la red
para enviar otra trama. Esta competición por el tiempo libre de la red es una muestra de que
ninguna estación tiene ventaja sobre las otras para transmitir.
Las estaciones con CSMA/CD pueden accesar a la red durante algún tiempo. Antes de
enviar los datos, las estaciones CSMA/CD escuchan a la red para determinar si esta en uso.
Si esto es así, la estación CSMA/CD, espera. Si la red no está en uso, la estación transmite.
Una colisión ocurre cuando dos estaciones escuchan el tráfico de la red, y al no haber nada,
transmiten simultáneamente. En este caso, ambas transmisiones son estropeadas y las
estaciones deben retransmitir después de una cierta cantidad de tiempo.
Las estaciones CSMA/CD deben sercapaz de detectar las colisiones parasaber si deben
retransmitir o no.
Cuando una estación transmite, la señal es referida como una “portadora”. La NIC sensa la
portadora y consecuentemente se priva de difundir una señal. Si no hay portadora, una

9. estación que está esperando sabe que esta libre para transmitir. Esta funcionalidad es la
“carrier sense” parte del protocolo.
La extensión del segmento de red sobre la que ocurren las colisiones está referida como un
dominio de colisiones. El tamaño del dominio de colisiones tiene un nimpacto en la
eficiencia y rendimiento de los datos.
En el proceso CSMA/CD, no se asignan prioridades a estaciones en particular, todas las
estaciones sobre la red tienen igual posibilidad de acceder. Esta funcionalidad es el
“multiple access” parte del protocolo. Si dos estaciones o más inician una transmisión en
simultáneo, ocurre una colisión. Las estaciones son alertadas de la colisión y ellas ejecutan
un algoritmo backoff aleatoriamente para la retransmisión de la trama. Este panorama
impide las máquinas repetidamente estén tratando de transmitir. Las coliciones son
resueltas normalmente es microsegundos. Esta funcionalidad es la “collision detection”
parte del protocolo.

10. Resumen:
 Un segmento es una conexión de red que está hecho por un simple cable de red. Los
cables Ethernet y los segmento pueden abarcar solamente una limitada distancia
física antes que las señales se degraden.
 Un HUB o Repetidor extiende un segmento de red, recibiendo los bits que le llegan,
amplifica las señales eléctricas y transmite los bits a través de todos sus puertos a
los otros dispositivos de red.
 Si dos o mas estaciones en un segmento, transmiten al mismo tiempo, ocurre una
colisión.
 El segmento de red donde chocan las tramas se llama dominio de colisión. Esto se
mejora con el uso de dispositivos de capa 2 para dividir segmentos.
 LAN Ethernet gestiona las señales en una red con CSMA/CD que es un aspecto
importante de Ethernet.