El documento resume los estándares IEEE 802, incluyendo el control de acceso al medio en IEEE 802.5, la interfaz de datos distribuida por fibras FDDI, Ethernet e IEEE 802.3, el método de transmisión CSMA/CD usado en Ethernet, y cómo la segmentación mediante switches mejora el rendimiento de las redes aliviando la carga de tráfico.

1. 3° ParcialFundamentos de Redes

2. Estándares IEEE 802 Estándares IEEE 802 (origen) Control de Acceso al medio (MAC) en IEEE 802.5 Interfaz de datos distribuida por fibras FDDI Ethernet e IEEE 802.3 Ethernet e IEEE 802.3 Similitudes Ethernet usa el método de transmisión CMSA/CD CSMA/CD y las Colisiones Segmentación Segmentación mediante SwitchesEthernet Conmutada Segmentación mediante Routers

3. Estandares IEEE 802 (origen)En 1980 el IEEE comenzó un proyecto llamado estandar 802 basado en conseguir un modelo para permitir la intercomunicación de ordenadores para la mayoría de los fabricantes. Para ello se enunciaron una serie de normalizaciones que con el tiempo han sido adaptadas como normas internacionales por la ISO. El protocolo 802 está dividido según las funciones necesarias para el funcionamiento de las LAN. Cada división se identifica por un número:802.x:

4. 2.-Control de Acceso al medio (MAC) en IEEE 802.5Este método consiste en que existe una trama pequeña llamada testigo, que circula por la red cuando no hay ninguna estación transmitiendo. Cuando una estación desea transmitir, cuando le llega el testigo, lo coge, le cambia un cierto bit y le añade la trama de datos. Después envía la trama obtenida a su destino. Como el testigo ya no existe, las demás estaciones no pueden trasmitir. Cuando la trama enviada da toda la vuelta a la red, es captada otra vez por el emisor y éste introduce un nuevo testigo en la red. De esta forma, ya es posible que otra estación pueda emitir.Para baja carga de la red, este sistema es poco eficiente, pero para cargas altas, es similar a la rotación circular, sistema muy eficiente y equitativo. Una desventaja seria es que se pierda el testigo, en cuyo caso toda la red se bloquearía. Los bits que se modifican en el anillo indican si la trama que acompaña al anillo ha llegado a su destino, si no ha llegado o si ha llegado pero no se ha copiado. Esta información de control es muy importante para el funcionamiento del sistema.

5. 3.-Interfaz de datos distribuida por fibras FDDI

6. La interfaz de datos distribuidos por fibra o FDDI (en su sigla inglesa) es una red de fibra óptica en forma de anillo (del tipo conocido como token ring) que permite transmitir datos a una tasa de 100 Mbps a distancias de 200 kilómetros (a velocidades mayores, disminuye el alcance de la red). El diseño de las interfaces FDDI garantiza la transmisión de datos en tiempo real con bajas tasas de error (menos de un bit erróneo o de un paquete perdido por cada 2,5 * 1010 transmitidos), para lo cual la fibra óptica es un medio idóneo. Aunque las FDDI pueden utilizarse como redes de área local, su gran ancho de banda y el funcionamiento a distancias medias hacen que sea frecuente su empleo como backbone de redes LAN de cobre.

7. El tipo de fibra óptica empleado en las redes FDDI es multimodo, más económico y con un mayor diámetro de entrada (requiere menor precisión) que las fibras monomodo, aunque con mayores limitaciones en las tasas de transmisión que puede alcanzar. Con un criterio similar, los emisores empleados en las redes FDDI son de tipo LED (diodos emisores de luz), más económicos y menos potentes que los láser, pero suficiente para las especificaciones de este tipo de redes. Además, los LED son menos peligrosos para los usuarios, que no suelen ser conscientes del peligro de exponerse a la salida de una fibra óptica conectada a un láser que puede emitir radiación en una banda del espectro que no es visible por el ojo humano pero que puede dañarlo. Para hacer la red más robusta, en realidad el cableado de las FDDI consta de dos anillos de fibra, por cada uno de los cuales se emiten paquetes en sentido contrario al otro. Con este sistema, si un enlace entre dos nodos de la red deja de estar operativo, la información siempre podrá ser transmitida por el otro anillo en sentido contrario. De hecho, si los dos anillos se rompieran en el mismo punto, la red se cerraría en los nodos de los extremos y quedaría formado un único anillo que seguiría funcionando, tal y como aparece en la figura. Los nodos conectados a ambos anillos se denominan de clase A, mientras que los de clase B se conectan a un único anillo, pudiendo constar una red FDDI de nodos de un tipo, del otro o de ambos.

8. 4.-Ethernet e IEEE 802.3La norma 802.3 es una espeficicación estándar sobre la que se monta Ethernet, un método de establecimiento de comunicaciones físicas a través de una red de área local o LAN, creada por el IEEE. 802.3. Especifica el protocolo de transporte de información del nivel físico dentro de una arquitectura de red a capas, tal como TCP/IP, basada a su vez en el modelo OSI.

9. 5.-Ethernet e IEEE 802.3 SimilitudesSe definió en 1983 y hoy en día el término Ethernet se utiliza para referirnos a las especificaciones Ethernets incluidas en IEEE 802.3. En este tiempo ha sufrido numerosas ampliaciones que han servido para enriquecerlo, notable ha sido el aumento de su velocidad de transferencia de datos dando lugar a los conocidos: Fast Ethernet, Gigabit Ethernet y 10Gigabits Ethernet. También se han empleado distintos medios físicos para evaluar cuál de ellos ofrecía mejor capacidad de comunicación en relación con la velocidad, probándose mediante hubs, conmutadores y tipos de medios tales como la fibra óptica, los cables de par trenzado o coaxiales.Aunque citásemos anteriomente que el término Ethernet y 802.3 sean equivalentes, ambos no representan conceptos idénticos. Estos poseen diferencias entre sí que pueden hacer que se consideren incompatibles de las que, entre todas las existentes, cabe destacar la no coincidencia de los formatos de tramas enviadas por cada uno de ellos.

10. 6.- Ethernet usa el método de transmisión CMSA/CDEn el método de acceso CSMA/CD, los dispositivos de red que tienen datos para transmitir funcionan en el modo "escuchar antes de transmitir". Esto significa que cuando un nodo desea enviar datos, primero debe determinar si los medios de red están ocupados o no.

11. 7.- CSMA/CD y las ColisionesCSMA/CD, siglas que corresponden a CarrierSenseMultiple Access withCollisionDetection (en español, "Acceso Múltiple por Detección de Portadora con Detección de Colisiones"), es una técnica usada en redes Ethernet para mejorar sus prestaciones. Anteriormente a esta técnica se usaron las de Aloha puro y Aloharanurado, pero ambas presentaban muy bajas prestaciones. Por eso apareció en primer lugar la técnica CSMA, que fue posteriormente mejorada con la aparición de CSMA/CD.

12. El primer paso a la hora de transmitir será saber si el medio está libre. Para eso escuchamos lo que dicen los demás. Si hay portadora en el medio, es que está ocupado y, por tanto, seguimos escuchando; en caso contrario, el medio está libre y podemos transmitir. A continuación, esperamos un tiempo mínimo necesario para poder diferenciar bien una trama de otra y comenzamos a transmitir. Si durante la transmisión de una trama se detecta una colisión, entonces las estaciones que colisionan abortan el envío de la trama y envían una señal de congestión denominada jamming. Después de una colisión (Los host que intervienen en la colisión invocan un algoritmo de postergación que genera un tiempo aleatorio), las estaciones esperan un tiempo aleatorio (tiempo de backoff) para volver a transmitir una trama.En redes inalámbricas, resulta a veces complicado llevar a cabo el primer paso (escuchar al medio para determinar si está libre o no). Por este motivo, surgen dos problemas que pueden ser detectados:1. Problema del nodo oculto: la estación cree que el medio está libre cuando en realidad no lo está, pues está siendo utilizado por otro nodo al que la estación no "oye". 2. Problema del nodo expuesto: la estación cree que el medio está ocupado, cuando en realidad lo está ocupando otro nodo que no interferiría en su transmisión a otro destino.

13. 8.- SegmentaciónLa segmentación de red era una solución propuesta anteriormente, funcionaba en ambientes con protocolos ruteables, se realizaba añadiendo tarjetas de red en el servidor o utilizando bridges.

14. 9.- Segmentación mediante SwitchesUna alternativa a la segmentación de redes es la implementación de una red conmutada (switched LAN)Una LAN que usa una topología Ethernet crea una red que funciona como si sólo tuviera dos nodos el nodo emisor y el nodo receptor. Estos dos nodos comparten un ancho de banda de 100 Mbps, lo que significa que prácticamente todo el ancho de banda está disponible para la transmisión de datos. Una LAN Ethernet permite que la topología LAN funcione más rápida y eficientemente que una LAN Ethernet estándar, ya que usa el ancho de banda de modo muy eficiente. En esta implementación Ethernet, el ancho de banda disponible puede alcanzar casi un 100%.

15. Es importante observar que aunque 100% del ancho de banda puede estar disponible, las redes Ethernet tienen un mejor rendimiento cuando se mantiene por debajo del 30-40% de la capacidad total. El uso de ancho de banda que supere el límite recomendado tiene como resultado un aumento en la cantidad de colisiones (saturación de información). El propósito de la conmutación de LAN es aliviar las insuficiencias de ancho de banda y los cuellos de botella de la red como, por ejemplo, los que se producen entre un grupo de PC y un servidor de archivos remoto. Un switch LAN es un puente multipuerto de alta velocidad que tiene un puerto para cada nodo, o segmento, de la LAN. El switch divide la LAN en microsegmentos, creando de tal modo segmentos mas aliviados de tráfico.

16. 10.-Ethernet ConmutadaEs la tecnología LAN (Local Area Network) más implantada en empresas, universidades, etc. Los hosts se conectan mediante enlaces punto a punto a un conmutador de tramas Ethernet, formándose típicamente estructuras en árbol. Utiliza enlaces de par trenzado (distancias cortas) o fibra óptica (distancias largas). Las tasas de transmisión típicas son 100 Mbps y 1 Gbps entre cada par de nodos. No existen colisiones. El conmutador las resuelve.

17. Mis conclusiones:El estándar IEEE 802 vino a revolucionar al mundo de la computación y las comunicaciones, ya que este estándar apareció cuando las redes apenas comenzaban su pleno apogeo, por lo que fue mas sencillo la construcción y desarrollo de nuevas tecnologías, e inclusive estos estándares se siguen actualizando día con día para no quedar obsoletos, por ejemplo del 802.10 al 802.12 en estos momentos se encuentran en desarrollo.

18. FDDI ofrece transmisión de datos a alta velocidad, en tiempo real o no, entre un número de estaciones alto y separadas a una distancia elevada. También puede servir como red de conexión entre LANs que están funcionando previamente. Se ha sabido adaptar a las características de entornos en los que resulta muy deseable disponer de ella, pero su elevado coste inicial parecía prohibir. Esto hace de FDDI una alternativa muy interesante para LANs. Sin embargo, la irrupción de ATM ha hecho que FDDI se considere "la hermana pequeña" de las redes de comunicación óptica. ATM ha hecho que FDDI ya no sea un campo de investigación tan activo como fue a finales de los 80, ni siquiera en FDDI-II, que aprovecha parte de las ideas que utiliza las ideas de ATM. Por ejemplo, la inclusión de canales virtuales conmutados.

19. Ethernet es una tecnología de red que tiene una velocidad de transferencia que varía desde 10 Mbps hasta 1 Gbps. El método de acceso de la Ethernet se denomina Acceso Múltiple con portadora y detección de colisiones (CSMA/CD )Con la técnica de segmentación de redes, se logra un mejor aprovechamiento del ancho de banda para cada uno de los dispositivos que comparten el medio, siendo esto un recurso imprescindible para que los administradores de red logren garantizar el mejor desempeño de la red LAN, permitiendo “poner a punto” la red que es administrada, sin implicar una inversión adicional a la infraestructura de red existente.

20. Mélanie Marín HernándezValle Hermoso, Tamps.2° Semestre