Norma ieee 802.3

Norma IEEE 802.3
• Presentado Por:
• Ingri Lorena Bustos Cardoso

• Presentado A:
• Alfonso Caro Portillo
•
• 250597

IEEE 802.3
• La primera versión fue un intento de
estandarizar ethernet aunque hubo un campo
de la cabecera que se definió de forma
diferente, posteriormente ha habido
ampliaciones sucesivas al estándar que
cubrieron las ampliaciones de velocidad (Fast
Ethernet, Gigabit Ethernet y el de 10
Gigabits), redes virtuales, hubs, conmutadores
y distintos tipos de medios, tanto de fibra
óptica como de cables de cobre (tanto par
trenzado como coaxial).
• Los estándares de este grupo no reflejan
necesariamente lo que se usa en la
práctica, aunque a diferencia de otros grupos
este suele estar cerca de la realidad.

Ethernet e IEEE 802.3
Similitudes
• Todas las versiones de Ethernet son similares en que
comparten la misma arquitectura de acceso al
medio múltiple con detección de errores, CSMA/CD
(carrier sense multiple access with collision
detection). Sin embargo, el estándar IEEE 802.3 ha
evolucionado en el tiempo de forma que ahora
soporta múltiples medios en la capa
física, incluyendo cable coaxil de 50 Ω y 75 Ω, cable
par trenzado sin blindaje (Unshielded Twisted Pair
o UTP), cable par trenzado con blindaje (Shielded
Twisted Pair o STP) y fibra óptica. Otras
diferencias entre los dos incluyen la velocidad de
transmisión, el método de señalamiento y la
longitud máxima del cableado.

Ethernet e IEEE 802.3
Similitudes
• La diferencia más significativa entre la tecnología Ethernet
original y el estándar IEEE 802.3 es la diferencia entre los
formatos de sus tramas. Esta diferencia es lo suficientemente
significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles.
• Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas está en el
preámbulo. El propósito del preámbulo es anunciar la trama y
permitir a todos los receptores en la red sincronizarse a si mismos
a la trama entrante. El preámbulo en Ethernet tiene una longitud
de 8 bytes pero en IEEE 802.3 la longitud del mismo es de 7
bytes, en este último el octavo byte se convierte en el comienzo del
delimitador de la trama.
• La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el
campo tipo de trama que se encuentra en la trama Ethernet. Un
campo tipo es usado para especificar al protocolo que es
transportado en la trama. Esto posibilita que muchos protocolos
puedan ser transportados en la trama. El campo tipo fue
reemplazado en el estándar IEEE 802.3 por un campo longitud de
trama, el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se
encuentran en el campo da datos.

Ethernet e IEEE 802.3 Similitudes
• La tercera diferencia entre los formatos de ambas
tramas se encuentra en los campos de
dirección, tanto de destino como de origen.
Mientras que el formato de IEEE 802.3 permite el
uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes, el
estándar Ethernet permite solo direcciones de 6
Bytes.
• El formato de trama que predomina actualmente
en los ambientes Ethernet es el de IEEE
802.3, pero la tecnología de red continua siendo
referenciada como Ethernet.

Ethernet usa el método de
transmisión CSMA/CD
• CSMA/CD, es el acronimo de Carrier Sense Multiple
Acces/Collision Detect. Esto quiere decir que Ethernet
sensa el medio para saber cuando puede acceder, e
igualmente detecta cuando sucede una colision(p.e. cuando
dos equipos trasmiten al mismo tiempo).
• Cuando dos estaciones trasmiten, y se sobreponen sus
trasmisiones, hay una COLISION y las estaciones deben de
retrasmitir la señal. Este principio lo retomo CSMA/CD.
Aqui lo que se hace es sensar el medio fisico(el cable) y
"mirar" cuando puedo entrar(o sea cuando puedo
transmitir). Esto es el Carrier Sense, o sea mirar si hay una
portadora sobre el medio. Si no hay portadora puedo
trasmitir, pero puede ocurrir que alguna estacion ya halla
trasmitido y por retardo en la red algun equipo(en un
extremo por ejemplo) no se haya dado cuenta. Si el equipo
que no se ha enterado trasmite, existira una colision.

transmisión CSMA/CD
• Cuando la colision es detectada, ambos
equipos dejan de trasmitir, e intentaran
trasmitir de nuevo en un tiempo
aleatorio, que dependera del tipo de
Persistencia de CSMA/CD.
• La aletoriedad del tiempo se incrementa de
forma binaria exponencial. A este proceso
de deneterse y volver a intentar se le llama
Backoff. El backoff es realizado 6 veces, y si
no se logra trasmitir el paquete, el envio se
descarta. Por esto en Ethernet puede existir
perdida de paquetes.

transmisión CMSA/CD
• La trama del csma/cd se trasmite a todas las
estaciones conectadas al canal. La señal viaja
desde el nodo de origen en ambasd irecciones a
los otros nodos. Cada estación detecta el
preámbulo, se sincroniza con la señal y activa la
señal de escucha de portadora. Una vez
realizada esta operacion, la entidad de acceso al
canal en recepción pasa la señal a la entidad de
decodificación de datos. Esta convierte el
código manchester en una cadena de datos
binarios convencionales y los pasa a la entidad
de gestión de
acceso al medio.

CSMA/CD y las Colisiones
• CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access, acceso múltiple por detección de
portadora) significa que se utiliza un medio de acceso múltiple y que la
estación que desea emitir previamente escucha el canal antes de emitir. En
función de como actúe la estación, el método CSMA/CD se puede clasificar
en:
• CSMA no-persistente: si el canal está ocupado espera un tiempo aleatorio y
vuelve a escuchar. Si detecta libre el canal, emite inmediatamente
• CSMA 1-persistente: con el canal ocupado, la estación pasa a escuchar
constantemente el canal, sin esperar tiempo alguno. En cuanto lo detecta
libre, emite. Podría ocurrir que emitiera otra estación durante un retardo
de propagación o latencia de la red posterior a la emisión de la
trama, produciéndose una colisión (probabilidad 1).
• CSMA p-persistente: después de encontrar el canal ocupado y quedarse
escuchando hasta encontrarlo libre, la estación decide si emite. Para ello
ejecuta un algoritmo o programa que dará orden de transmitir con una
probabilidad p, o de permanecer a la espera (probabilidad (1-p)). Si no
transmitiera, en la siguiente ranura o división de tiempo volvería a
ejecutar el mismo algoritmo hasta transmitir. De esta forma se reduce el
número de colisiones (compárese con CSMA 1-persistente, donde p=1).

CSMA/CD y las Colisiones
• Una vez comenzado a emitir, no para hasta terminar de
emitir la trama completa. Si se produjera una colisión, esto
es, que dos tramas de distinta estación fueran emitidas a la
vez en el canal, ambas tramas serán incompresibles para las
otras estaciones y la transmisión fracasaría.
• Finalmente CSMA/CD supone una mejora sobre CSMA, pues
la estación está a la escucha a la vez que emite, de forma que
si detecta que se produce una colisión, detiene
inmediatamente la transmisión.
• La ganancia producida es el tiempo que no se continúa
utilizando el medio para realizar una transmisión que
resultará inútil, y que se podrá utilizar por otra estación
para transmitir.
• Para resolver estos problemas, la IEEE 802.11 propone
MACA (MultiAccess Collision Avoidance – Evitación de
Colisión por Acceso Múltiple).

Segmentación
• Hay dos motivos fundamentales para dividir una LAN en
segmentos. El primer motivo es aislar el tráfico entre
fragmentos, y obtener un ancho de banda mayor por usuario. Si la
LAN no se divide en segmentos, las LAN cuyo tamaño sea mayor
que un grupo de trabajo pequeño se congestionarían rápidamente
con tráfico y saturación y virtualmente no ofrecerían ningún
ancho de banda. La adición de dispositivos como, por
ejemplo, puentes, switches y routers dividen la LAN en partes mas
pequeñas, mas eficaces y fáciles de administrar.
• Al dividir redes de gran tamaño en unidades autónomas, los
puentes y los switches ofrecen varias ventajas. Un puente o switch
reduce el tráfico de los dispositivos en todos los segmentos
conectados ya que sólo se envía un determinado porcentaje de
tráfico. Ambos dispositivos actúan como un cortafuegos ante
algunos de red potencialmente perjudiciales. También aceptan la
comunicación entre una cantidad de dispositivos mayor que la que
se soportaría en cualquier LAN única conectada al puente. Los
puentes y los switches amplían la longitud efectiva de una
LAN, permitiendo la conexión de equipos distantes que
anteriormente no estaban permitidas.

Segmentacion
• Aunque los puentes y los switches comparten los atributos más
importantes, todavía existen varias diferencias entre ellos. Los switches
son significativamente más veloces porque realizan la conmutación por
hardware, mientras que los puentes lo hacen por software y pueden
interconectar las LAN de distintos anchos de banda. Una LAN Ethernet de
10 Mbps y una LAN Ethernet de 100 Mbps se pueden conectar mediante un
switch. Los switches pueden soportar densidades de puerto más altas que
los puentes. Por último, los switches reducen las saturación y aumentan el
ancho de banda en los segmentos de red ya que suministran un ancho de
banda dedicado para cada segmento de red.
• La segmentación por routers brinda todas estas ventajas e incluso otras
adicionales. Cada interfaz (conexión) del router se conecta a una red
distinta, de modo que al insertar el router en una LAN se crean redes mas
pequeñas. Esto es así porque los routers no envían los broadcasts a menos
que sean programados para hacerlo. Sin embargo, el router puede ejecutar
las funciones de puenteo y transmisión de información. El router puede
ejecutar la selección de mejor ruta y puede utilizarse para conectar
distintos medios de red (una zona con fibra óptica y otra con UTP) y
distintas tecnologías de LAN simultáneamente. El router, en la topología
del ejemplo conecta las tecnologías de LAN Ethernet, Token Ring y
FDDI, dividiendo la LAN en segmentos, pero hace muchas cosas más. Los
routers pueden conectar las LAN que ejecutan distintos protocolos (IP vs.
IPX vs. AppleTalk) y pueden tener conexiones con las WAN.

Segmentación mediante
switches
• 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%.
• 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.

switches
Cada nodo está directamente conectado a
uno de sus puertos, o a un segmento que
está conectado a uno de los puertos del
switch. Esto crea una conexión de 100 Mbps
entre cada nodo y cada segmento del
switch. Un ordenador conectado
directamente a un switch Ethernet está en
su propio dominio de colisión y tiene acceso
a los 100 Mbps completos. Cuando una
trama entra a un switch, se lee para obtener
la dirección origen o destino. Luego, el
switch determina cuál es la acción de
transmisión que se llevará a cabo basándose
en lo que sabe a partir de la información
que ha leído en la trama. Si la dirección
destino se encuentra ubicada en otro
segmento, la trama se conmuta a su destino.
Nota Todas las ramas de un hub forman un mismo dominio de colisión (las colisiones se retransmiten por
todos los puertos del hub). Cada rama de un switch constituye un dominio de colisiones distinto (las
colisiones no se retransmiten por los puertos del switch). Este es el motivo por el cual la utilización de
conmutadores reduce el número de colisiones y mejora la eficiencia de las redes. El ancho de banda
disponible se reparte entre todos los ordenadores conectados a un mismo dominio de colisión

Ethernet Conmutada
• El tipo de LAN que se ha instalado mas que cualquier otro
es basado en el protocolo de acceso CSMA /CD. Esta definida
en IEEE 802.3 Se le conoce como Ethernet. Las primeras
instalaciones se trazaban con cables coaxial grueso . En
instalaciones mas recienes se emplea cableado de par
trenzado como concentradores,.estas redes se basan en una
tropología de estrella, por ejemplo: Los DTE/estaciones
dentro de su campo de coberturas estan conectados a el por
cable de par trenzado de grado de voz .
• Como podemos ver existe un par de alambres
independientes para trasmitir y recibir, y los circuitos de
repetición del concentrador -repiten - retransmiten la señal
recibida en cualquiera de sus pares de salida .Esto emula el
modo de trasmisión para difusión que se emplea con cable
coaxial y permite que todos los DTE conectados detecten las
colisiones en la forma normal .

Ethernet Conmutada
• Incrementando la complejidad de la electrónica de repetición, el
concentrador puede operar en un modo no difundido , si lee la dirección de
origen de la cabecera de cada trama que repite. Puede conocer la dirección
de MAC del DTE conectada a cada uno de sus puertos. Una conectada cada
una en sus puertos. De esta manera, el concentrador puede elaborar una
tabla (de enrutamiento) que contenga la dirección de MAC del DTE
conectadas a cada una de sus puertos, una vez hecho esto el repetidor al
recibir la dirección del MAC del destino de la cabecera de cada trama que
llega puede trasmitir la trama únicamente por el puerto a los que va
dirigida, este es el principio de Ethernet conmutada. La ventaja es que, con
tal que la trasmisión se den entre DTE diferentes, es posible realizar al
mismo tiempo mas de una transferencia de trama a través del
concentrador.
• Cada línea de entrada de un puerto termina en un Buffer de primero que
entra primero que sale (PEPS) a través del cual pasan todas las tramas
entrantes, en cuanto se ha recibido en el Buffer PEPS la dirección de origen
que esta en la cabecera de una trama , el procesador del control la lee y
crea una entrada en su tabla de enrutamiento con el numero del puerto y
la dirección de DTE correspondiente. Luego el procesador de control inicia
la trasmisiones de la trama completa a través del Buffer PEPS por toda la
línea del BUS del plano posterior .

Ethernet Conmutada
• Una vez que el procesador del control ha aprendido las direcciones del MAC de todos
los puertos, simplemente lee direcciones de MAC de destino que viene en la
cabecera, consulta su tabla de enrutamiento para determinar el numero del puerto de
destino correspondiente e inicia la transferencia de la trama por el mediante la línea
del Bus del plano posterior correspondiente. El ultimo punto por considerar es la
detección de colisiones con este esquema, la única posibilidad de colisión se presenta
cuando una trama recibida requiere un puerto de destino que ya esta recibida una
trama de otro puerto. Para cubrir esta posibilidad es necesaria una línea adicional -
par de hilos - que devuelva al DTE transmisor la indicación de que se ha presentado
una colisión.
• Así podemos concluir que si bien puede efectuarse varias trasmisiones en paralelo
cada una se realizan a solo 10 mbps. En muchas situaciones el grupo del trabajo varios
DTE ( clientes ) comparten un solo DTE servidor , de modo que el servidor interviene
en casi todas las trasmisiones. Desde luego, como cada vez puede haber una trasmisión
que implique al servidor, son limitadas las ganancias de rendimiento que puede
obtenerse .Al recibirse una trama de un DTE cliente, se almacena completa antes de
trasmitirla a la velocidad mas alta por el puerto del servidor. De manera similar en el
sentido opuesto por el buffer PEPS del servidor puede almacenar temporalmente
varias tramas, que luego trasmiten a la velocidad mas baja a sus clientes,. Esto
significa que el servidor puede hacer varias transacciones al mismo tiempo, cada una
de las cuales opera a 10 Mbps igualmente cuando el puerto de alta velocidad
interconectan dos concentradores, es posible realizar en forma concurrente varias
transferencias de tramas

Routers
• Los routers son más avanzados que los puentes. Un puente
es pasivo (transparente) en la capa de red y funciona en la
capa de enlace de datos. Un router funciona en la capa de
red y basa todas sus decisiones de envío en la dirección de
protocolo de Capa 3. El router logra esto examinando la
dirección destino del paquete de datos y buscando las
instrucciones de envío en la tabla de enrutamiento (ya lo
veremos mas adelante). Los routers producen el nivel más
alto de segmentación debido a su capacidad para
determinar exactamente dónde se debe enviar el paquete de
datos.
• Como los routers ejecutan más funciones que los
puentes, operan con un mayor nivel de latencia. Los routers
deben examinar los paquetes para determinar la mejor ruta
para enviarlos a sus destinos. Inevitablemente, este proceso
lleva tiempo e introduce latencia (retardo).

Conclusión
Estos estándares y dispositivos nos han hecho
que hagamos mas rápido la transferencia de
archivos atreves de una red, y de evitar las
colisiones en los envíos de archivos . Es también
mucho mejor para las empresas, así ya no
tienen tantos papeles los pueden enviar y
almacenar con facilidad.

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