Redes y computadoras Infraestructura

1. Capa de Enlace
• El objetivo de esta capa es que la
información se transmita:
– Libre de errores entre los equipos
– Control de acceso a la capa física– Control de acceso a la capa física
– Direccionamiento local con las direcciones
físicas (MAC ADDRESS)
• Utiliza bloques de información
denominados “tramas”.

2. Redes LAN
• Ethernet
• Token Ring
• FDDI• FDDI
• ATM
• WiFi

3. Ethernet
Existen 2 tipos:
• Ethernet DIX v2 (Ethernet II, 1982)
• Ethernet IEEE 802.3 (Estándar, 1983)
Esta red y sus derivadas funciona con el protocoloEsta red y sus derivadas funciona con el protocolo
CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision
Detect)

4. SYN DA SA DATOS CRC
7 + 1 6 6 2 446 a 1500
Trama Ethernet DIX v2
TIPO
CABECERA 14 BYTES
DA: MAC Destino
SA: MAC Origen
TIPO: En forma codificada indica el protocolo de red que se está utilizando.
Por ejemplo IP: 0800 (2048), ARP: 0806 (2054), IPX: 8137 (33079)
SYN: 8 bytes de sincronismo de trama (7 bytes=10101010 y 1 byte=10101011)
CRC: Código de Redundancia Cíclica, para calcular la integridad de la trama
DATOS: Es la información recibida del nivel de red, por ejemplo IP
CABECERA 14 BYTES

5. SYN DA SA LONGITUD DATOS CRC
7 + 1 6 6 2 4
Trama 802.3
SYN: 8 bytes de sincronismo de trama (7 bytes=10101010 y 1 byte=10101011)
46 a 1500
CABECERA 14 BYTES
Longitud del Campo de Datos: Indica la cantidad de bytes que tienen los datos
DA: MAC Destino
SA: MAC Origen
SYN: 8 bytes de sincronismo de trama (7 bytes=10101010 y 1 byte=10101011)
CRC: Código de Redundancia Cíclica, para calcular la integridad de la trama
DATOS: Es la información recibida del nivel de red
Si el campo Tipo/Longitud es mayor que el hexadecimal 05DC (decimal1500),
entonces es Ethernet V2, caso contrario es 802.3 y el valor representa la
longitud de los datos

6. 14 bytes
62 = 14 + 20 + 28
Incluye los 8 bytes de las opciones

7. MAC ADDRESS
• Para Ethernet esta compuesta por 6 bytes
– Los primeros 3 bytes definen al fabricante
– Los siguientes 3 bytes es una identificación– Los siguientes 3 bytes es una identificación
que asigna cada fabricante
• Esta dirección esta grabada en las placas
de red (NIC: Network Interface Card)

8. El protocolo CSMA/CD
• Este protocolo funciona como una conversación alrededor
de una mesa en un cuarto oscuro.
• Antes de hablar, cualquier participante debe escuchar por
unos segundos para comprobar que nadie está hablando
(Carrier Sense).(Carrier Sense).
• Cuando esto ocurre -nadie habla-, cualquiera tiene
oportunidad de hablar (Multiple Access)
• Si dos personas comienzan a hablar en el mismo momento,
se darán cuenta y dejarán de hablar (Collision Detection)

9. CSMA/CD
A B C
A C
Colisión
• No existe un control centralizado, las señales son transmitidas en forma serial al medio
compartido.
• Los equipos antes de enviar “escuchan el medio CS” para verificar que el mismo este libre.• Los equipos antes de enviar “escuchan el medio CS” para verificar que el mismo este libre.
• Si está libre transmiten MA.
• Si el medio esta ocupado los equipos que quieren transmitir escuchan para detectar cuando se
libera. Para Tx no debe haber señal (carrier durante 9,6 microsegundos (12 bytes a 10 Mbps).
• Si dos equipos verifican que el medio esta libre, ambos transmiten y se produce la colisión CD.
• Si la colisión ocurre, los equipos transmiten una señal de interferencia (JAM) para asegurar que
todos los equipos se enteren de la colisión y a continuación paran de transmitir.
• Para evitar la colisión los equipos esperan un tiempo aleatorio y transmiten nuevamente (backoff).
• Importante: La trama debe ser lo suficientemente larga como para permitir la detección de la
colisión antes de que finalice la transmisión.

10. Algoritmo Exponencial Binario
Backoff
ST: Slot Time, es el tiempo para propagar 512 bits, 51,2 microsegundos en 10 Mbps
n: Inicialmente en 0, como máximo igual a 10, esto se repite 6 veces.

11. Direcciones Unicast, Multicast y Broadcast
• Unicast es aquella que identifica a una sola estación.
– El primer byte de la dirección MAC es un número par, por
ejemplo: f2:3e:c1:8a:b1:01 es una dirección unicast porque
“f2” (242) es un número par.
• Multicast permite que un solo frame Ethernet sea recibido por
varias estaciones en forma simultanea.
– El primer byte de la dirección MAC es un número impar, por– El primer byte de la dirección MAC es un número impar, por
ejemplo: 01:00:81:00:01:00 es multicast pues “01” es un
número impar.
• Broadcast permite que un solo frame sea recibido por todas
las estaciones que “vean” el frame.
– Tiene todos los 48 bits en uno (ff:ff:ff:ff:ff:ff:).
– Una dirección Broadcast es un caso especial de dirección
Multicast.

12. Identificadores IEEE
La IEEE asignó identificadores a los diferentes medios
que puede utilizar Ethernet. Este identificador consta
de tres partes:
10 Base T10 Base T
Velocidad de transmisión
(10 Mega bits por segundo) Tipo de señalización utilizada
(Banda Base)
Información sobre
el medio físico
(Par trenzado)

13. Identificadores IEEE
• 10Base5: Sistema original. Coaxial grueso.
Transmisión banda base, 10Mbps y la máxima
longitud del segmento es 500 m.
• 10Base2: Coaxial delgado. 10 Mbps, transmisión
banda base y la máxima longitud del segmento es de
185 m.

14. Identificadores IEEE
• 10Base-T: La “T” quiere decir “twisted”, par trenzado.
Opera sobre dos pares de cableados categoría 3 o
superior.
• 10Base-F: La “F” quiere decir fibra óptica:
– Define tres conjuntos de especificaciones:
• 10Base-FB: para sistemas de backbone
– Los equipos 10Base-FB son escasos
• 10Base-FP: para conectar estaciones a hubs
– Los equipos 10Base-FP no existen
• 10Base-FL: El más utilizado

15. Identificadores IEEE
(Medios para Fast Ethernet)
• 100Base-T: identifica todo el sistema 100Mbps (Fast Ethernet), incluyendo
par trenzado y fibra óptica.
– 100Base-X: Identifica 100Base-TX y 100Base-FX. Los dos utilizan el
mismo sistema de codificación (4B/5B) adaptado de FDDI -Fiber
Distributed Data Interface- de la ANSI.
• 100Base-TX: Fast Ethernet, 100 Mbps, banda base, par trenzado.• 100Base-TX: Fast Ethernet, 100 Mbps, banda base, par trenzado.
Opera sobre dos pares de cableados categoría 5 o superior. TX
indica que es la versión de par trenzado de 100Base-X.
• 100Base-FX: 100 Mbps, banda base, fibra óptica multimodo.
– 100Base-T4: 100 Mbps, banda base, opera sobre cuatro pares de
cableados categoría 3 o superior. Poco empleado, equipo escaso.
– 100Base-T2: 100 Mbps, banda base opera sobre dos pares de
cableados categoría 3 o superior. Nunca fue desarrollado.

16. Identificadores IEEE
(Medios para Gigabit Ethernet)
• 1000Base-X: Identifica 1000Base-SX, 1000Base-LX y 1000Base-CX. Los
tres utilizan el mismo sistema de codificación (8B/10B) adaptado del
estándar de Canal de Fibra (Fibre Channel), desarrollado por ANSI.
– 1000Base-SX: la “S” significa “short”, corto/corta. 1000 Mbps, banda
base, con fibra óptica que utiliza una longitud de onda corta. La “X”
indica el esquema de codificación utilizado: 8B/10B. Máximo 220 m en
fibra multimodo.fibra multimodo.
– 1000Base-LX: “L” de “long”, largo/larga. 1000 Mbps, banda base,
codificación 8B/10B, con fibra óptica que utiliza una longitud de onda
larga. Máximo 5000 m en fibra monomodo.
– 1000Base-CX: “C” de “copper”, cobre. Cable de cobre, basado en el
estándar original de canal de fibra. Máximo 25 m.
• 1000Base-T: Utiliza un sistema de codificación diferente a 1000Base-X.
Utiliza cuatro pares de cableados categoría 5 o superior.

17. Problema
Calcular el tiempo mínimo y
máximo de transmisión de las
tramas de menor y mayor
tamaño para 10Mbps y 100
5,1251,2Duración Trama Corta (µs)
15181518Trama Larga (bytes) [1500 + 14 + 4]
6464Trama Corta (bytes) [46 + 14 + 4]
0,010,1Tiempo de bit (µs)
10010
[64 * 8 * 0,1]
tamaño para 10Mbps y 100
Mbps.
– Se asume que el tiempo de
acceso es de 12 bytes.
1231230Tiempo Total Trama Larga (µµµµs)
6,7267,2Tiempo Total Trama Corta (µµµµs)
0,646,4Duración Sincronismo (µs) [8 * 8 * 0,1]
88Sincronismo (bytes)
0,969,6Tiempo de acceso (µs) [12 * 8 * 0,1]
121,41214Duración Trama Larga (µs)
51,2 + 9,6 + 6,4

18. Definiciones
• Dominios de Colisiones: Área de la red dentro
de la cual se pueden producir colisiones.
• Dominios de Broadcast: Conjunto de todos los
dispositivos que recibirán frames de broadcast
provenientes de cualquier dispositivo del
conjunto.conjunto.
• Slot Time: Tiempo en transmitir 512 bits (trama
corta).
• Round Trip Time: Tiempo de ida y vuelta que
demora una señal desde los dispositivos
ubicados en los extremos de la red.

19. Conceptos
512 bits
A B C
Slot Time (51,2 µs)
Round Trip Time

20. Longitudes de las Redes
(sin considerar repetidores)
• ETHERNET: Aproximadamente 5000 metros
(200 * 50) = 10000 / 2 = 5000
• FAST ETHERNET: Aproximadamente 500 metros
(200 * 5) = 1000 / 2 = 500
• GIGA ETHERNET: Aproximadamente 50 metros• GIGA ETHERNET: Aproximadamente 50 metros
(200 * 0,5) = 100 / 2 = 50 Esto es
un
problema
Importante: Si se aumenta la velocidad:
• Hay que disminuir la distancia
• Aumentar el tamaño de la trama

21. Giga Ethernet
• En Mayo de 1996 la IEEE anuncia la formación
del comite 802.3z para Gigabit Ethernet
• El nuevo estándar debe ser compatible con
Ethernet y Fast EthernetEthernet y Fast Ethernet
– Método de acceso al medio CSMA/CD
– Soportar half y full duplex
– Utilizar cables UTP, STP y Fibra Óptica

22. • Se decidió aumentar el tamaño de la
trama a 512 Bytes
• Se mantuvo el tamaño mínimo de la trama
(64 Bytes)
Giga Ethernet
(64 Bytes)
• Si la tramas es más corta que 512 bytes
se agregan símbolos especiales, a esto se
lo denomina “Carrier Extension”

23. TRAMA ETHERNET EXTENSION
Bytes de
extensión
hasta 512
512 Bytes mínimo
SYN MAC D MAC O
TIPO/
LONG
DATOS CRC
Trama Giga Ethernet
1 bit = 0,001 microsegundos, 512 X 8 = 4096 bits,
Duración Trama = 4,096 microsegundos
Importante: El problema se presenta en transmisiones
de tramas cortas 64 bytes, ya que se necesitan 448
bytes de relleno (12,5 % de rendimiento).

24. • Para solucionar el problema se agrupan tramas cortas
(512 bytes) hasta completar los 1500 bytes, más el
frame de transmisión final, a esta técnica se la denomina
“Packet Bursting”
• El objetivo es enviar más de un frame durante el tiempo
de transmisión de equipo
• La primer transmisión limpia el canal y asegura que no
se produzca colisiones.
Giga Ethernet
Trama 2 Trama 3Trama 1
Inter Frame Gap (IFG)
12 bytes
512 bytes
1500 bytes