Ethernet es la tecnología de red local más usada. Ha evolucionado desde 10 Mbps hasta 10 Gbps con estándares como Fast Ethernet y Gigabit Ethernet. Usa topologías físicas como bus y estrella. Detecta colisiones mediante CSMA/CD y espera exponencial binaria para retransmitir. Incluye autonegociación de velocidad y dominios de colisión múltiples. IEEE 802.2 define el control de enlace lógico para ocultar diferencias entre redes.

1. Redes de
Computadoras
Ethernet
Ing. Eduardo Interiano
Ing. Faustino Montes de Oca

2. Ethernet
Antecedentes
Tecnologías y cableado Ethernet
Codificación de Manchester
El protocolo de la subcapa MAC de Ethernet
El algoritmo de Backoff exponencial binario
Rendimiento de Ethernet
IEEE 802.2: Logical Link Control
2

3. Antecedentes de Ethernet
Es la tecnología de LAN más usada en la
actualidad ; implementada originalmente en
XEROX en 1970
En 1983 se publica como estándar
ANSI/IEEE 802.3
Utiliza las topologías físicas bus y estrella
en banda base (baseband); aunque
también puede ser usada en banda ancha
(broadband).
3

4. Las tecnologías Ethernet
Existen varias tecnologías Ethernet que han
evolucionado desde la Ethernet original
Para nombrarlas se usan letras y números
Tipo de modulación
VVmodXX
Velocidad en Mbps Tipo de medio
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5. Tipos de transmisión en Ethernet
BANDABASE
La señal transmitida por el medio no sufre ningún
tipo de modulación, se transmite en banda base.
Este es el tipo más usado en redes Ethernet
BROADBAND
La señal se modula como en la televisión por
cable, usando división de frecuencia no tuvo
mucha aceptación (10broad36)
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6. Velocidades de transmisión en
Ethernet
10Mbps
Ethernet original
100Mbps
FastEthernet
1000Mbps
GigabitEthernet
10000Mbps
10 GigabitEthernet
6

7. Medios de transmisión usados
en Ethernet
Cable coaxial grueso y delgado
Usados en la Ethernet original
Cable UTP
Desde categoría 3 hasta categoría 6
Fibra óptica
Monomodo y multimodo
7

8. Tecnologías Ethernet
Velocidades Modulación Medio Descripción
Mbps
10 BASE 2 Coaxial delgado
5 Coaxial grueso
T Cable UTP
100 BASE T Cable UTP
F Fibra óptica
1000 BASE T Cable UTP
S, L Fibra óptica
8

9. Tecnologías Ethernet
ETHERNET
10BASE5, 10BASE2
10BASET
FAST ETHERNET (IEEE 802.3u, 1995)
100BASET4, 100BASETX, 100BASEFX
GIGABIT ETHERNET (IEEE 802.3z, 1998)
1000BASET, 1000BaseCX, 1000BaseSX/LX
9

10. Operación de Ethernet
Cableado
Tecnología de broadcast (todo mundo Rx)
Usa codificación Manchester
Usa CSMA/CD
Modo escuche antes de transmitir
Detecta colisiones y espera (back off)
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11. Ethernet: tecnologías
Tipos de Ethernet a 10Mbps
11

12. Cableado Ethernet
Tres clases de cableado Ethernet
(a) 10Base5, (b) 10Base2, (c) 10Base-T.
12

13. Ethernet: topologías
Topologías de cableado. (a) Lineal, (b) Espina,
(c) Árbol, (d) Segmentada
13

14. Ethernet: topologías (2)
En las tecnologías En las tecnologías
10BASE2 y 10BASE5 10BASET y 100BASET
se tienen las siguientes se tienen las siguientes
topologías: topologías:
Bus físico Estrella física
Bus lógico Bus lógico
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15. Ethernet: topología física más
usada
Estrella extendida
15

16. Ventajas y desventajas de la
topología física bus
Ventajas Desventajas
El fallo de una computadora no Frágil, si el cable se
afecta la red desconecta o troza, la red deja
de funcionar el su totalidad por
pérdida de impedancia
Las conexiones a la red son Difícil de aislar cuando hay
sencillas y flexibles problemas de cableado
Es una topología barata en Degradación notable del
cuestión de cables, conectores desempeño de la red con el
T y terminadores aumento de dispositivos
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17. Ventajas y desventajas de la
topología física estrella
Ventajas Desventajas
El fallo del cable de un Costo medio en el cableado,
dispositivo no afecta a la red los conectores y el
concentrador
Facilidad para agregar nuevos Si el concentrador falla, la red
dispositivos entera deja de funcionar
Posibilidad de administración y
monitoreo centralizado
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18. Ampliación de una red
Ethernet
Existe para las tecnologías 10BASE2 y
10BASE5, que usan cable coaxial, la regla 5-
4-3 y para las tecnologías que usan cable
UTP la regla 5-4
El primer dígito representa la cantidad de
segmentos de cable entre dos computadores
El segundo dígito indica la cantidad máxima de
repetidores entre dos computadores
El tercer dígito es la cantidad de segmentos de
cable con computadores conectados
18

19. Ampliación de una red
Ethernet (2)
(a) Ethernet de dos estaciones
(b) Ethernet multiestación
19

20. Tecnología de broadcast
Broadcast
20

21. Ethernet: codificación
(a) Binaria
(b) Manchester
(c) Manchester diferencial
21

22. Codificación de Ethernet
Ethernet de 10Mbps (B=20MHz) utiliza
codificación Manchester, la cual garantiza un
cambio en el nivel lógico de la señal por cada
bit trasmitido. Ej: Transmitir el byte 10011101
produciría la señal a continuación
22

23. Ethernet: protocolo de la
subcapa MAC
La forma en que las redes Ethernet
transmiten sus datos se llama datagrama o
trama (más usual)
Las tramas tienen una longitud mínima de 64
bytes y una longitud máxima de 1518 bytes
(con dot1q 1522)
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24. Tramas Ethernet e IEEE 802.3
Ethernet (DIX)
IEEE802.3
24

25. Ethernet: protocolo de la
subcapa MAC (2)
Formatos de trama.
(a) Ethernet DIX (Digital, Intel, Xerox)
(b) IEEE 802.3
25

26. Descripción de la trama
Ethernet (1)
Preámbulo: Para sincronizar los receptores (7 bytes
10101010).
Delimitador del inicio de trama (SFD: Start Frame
Delimiter): es el byte 10101011. Indica dónde
realmente inician los campos de información útil.
Dirección destino (Destination Address): contiene la
dirección MAC de la computadora destino(Media
Access Control).
Dirección fuente (Source Address): La dirección
MAC de la computadora que originó la trama.
26

27. Descripción de la trama
Ethernet (2)
Tipo de trama o longitud (Type or Length): Para
Ethernet este campo determina el tipo de trama que
se está enviando; para el campo de longitud, este
valor indica el número de bytes del campo de
información).
Información: Aquí viajan los datos e información
acerca del protocolo de comunicaciones que se
está usando.
Secuencia de verificación de trama (FCS o CRC):
Es un código de redundancia cíclica de 32 bits
aplicado a los cuatro campos anteriores.
27

28. Método de acceso
Acceso múltiple con detección de portadora y
detección de colisiones CSMA/CD
Escucha y si no hay nadie transmitiendo, transmite
28

29. Ethernet: Detección de
colisiones
La detección de colisiones puede tomar tanto
como 2τ. Tiempo de viaje aprox. 50µs
Longitud máxima de cable 2500m y 4
repetidores
29

30. Ethernet: Algoritmo de espera
exponencial binaria aleatoria
Después de cada colisión las estaciones
esperan un tiempo aleatorio antes de
reintentar la transmisión
El tiempo de espera depende del número de
colisiones y es el producto del tiempo del slot
que es de 2 veces el tiempo máximo de
propagación τ.
0 ≤ t w ≤ min(2i − 1;1023) * 2τ
30

31. Ethernet: Rendimiento
1
Eficiencia de Ethernet a η=
10 Mbps con tiempos de 1 + 2τeB / F
ranura de 512 bits (2τ =
51.2µs)
η=eficiencia
B=ancho de banda bps
c=velocidad de
propagación en m/s
F=long. de trama (bits)
L=tamaño cable
e=base log. neperiano
1
η=
1 + 2 BLe / cF 31

32. Fast Ethernet
Estándar IEEE-802.3u de junio de 1995
Ventajas
Alto rendimiento (100Mbps)
Tecnología basada en estándares
Migración sencilla
Soporte garantizado
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33. Fast Ethernet: Tecnologías
Tipos de Fast Ethernet
33

34. Fast Ethernet: características
Usa topología física estrella
Longitud máxima de 100 metros por
segmento de cable UTP y de 500 metros con
fibra multimodo
Se pueden segmentar en dominios de
colisión múltiples por medio de
conmutadores LAN, o puentes
Usa el código de línea 4B/5B
34

35. 4B/5B
35

36. Fast Ethernet: cableado
Alternativas de cableado
100BaseTX
(STP y UTP categoría 5, datos, usa dos pares)
100BaseT4
(cuatro pares cat. 3, 4 o 5)
100BaseFX
(dos hilos de fibra multimodo)
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37. Fast Ethernet: subcapas
Tecnologías en las capas y el modelo OSI
Control de Enlace Lógico
Capa de
enlace de
datos Interfaz independiente del medio MII, MAC
Capa física 100BaseT4 100BaseTX 100BaseFX
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38. Fast Ethernet: compatibilidad
Autonegociación:
Los adaptadores o conmutadores detectan la
velocidad de transmisión automáticamente y utilizan
en método más rápido disponible
La negociación se hace utilizando una ráfaga FLP
(pulsos rápidos de enlace), éstos son ignorados por
adaptadores 10BaseT; pero respondidos por
adaptadores 100BaseT
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39. Ethernet: autonegociación
39

40. Gigabit Ethernet
Soporta autoconfiguración de velocidades como
FastEthernet
Puede trabajar en modo full duplex (modo normal),
sin colisiones y sin CSMA/CD cuando el nodo
central es un conmutador
Trabaja en modo half duplex cuando el nodo central
es un concentrador o hub y usa CSMA/CD con
carrier extension (padding) a 512 bytes y frame
bursting concatenando tramas menores de 512
bytes. Disponible por razones de compatibilidad.
Usa el código de línea 8B/10B en fibra óptica. No
más de 6 0s o 1s, Balance de 0s y 1s.
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41. Gigabit Ethernet: Tecnologías
Gigabit Ethernet
41

42. Comparando OSI e IEEE 802.3
42

43. IEEE 802.2: Control de enlace
lógico (LLC: Logical Link Control)
Esconde las diferencias entre las varias
clases de redes IEEE 802
Provee una interfaz y formato único a la capa
de red
El protocolo, formato e interfaz es muy
similar al HDLC
Provee tres tipos de servicios: a) de
datagramas no confiable, b) de datagramas
reconocidos y c) servicio orientado a
conexión
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44. IEEE 802.2: Control de enlace
lógico (2)
(a) Ubicación del LLC
(b) Formatos del protocolo
44

45. La familia Ethernet
45

46. Referencias
Tanenbaum, Andrew S.. Redes de
Computadoras 3ª Ed. Pearson, México,
1997
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