Introduccin

Tecnologa Ethernet

Autor: Ing Hctor Umeres A Ing. A. E-Mail: Humeres@mail.edu.pe

Actualmente, los diseadores de red estn dejando de usar puentes y hubs para darle prioridad al uso de switches y routers en el desarrollo de redes. Veremos los problemas de una red de rea local (LAN) y las posibles soluciones que pueden mejorar el rendimiento de la LAN. Aprender acerca de la congestin de la LAN y de sus efectos sobre el rendimiento de la red y las ventajas de la segmentacin LAN en una red.

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IntroduccinAdems, aprender acerca de las ventajas y desventajas del uso de puentes switches y puentes, routers para la segmentacin de la LAN y los efectos de conmutacin, puenteo y enrutamiento sobre el rendimiento de la red. Finalmente, aprender acerca de Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, 10Gibabit Ethernet y las VLAN, as como las ventajas que aportan estas tecnologas.

Factores que afectan el Rendimiento de una REDEl Entorno Multitarea, los actuales sistemas operativos de escritorio permite transacciones de red simultneas (requiere una enorme demanda de recursos de red). Sistemas Operativos ms rpidos: (Windows, UNIX y Mac) capacitados para multitareas, los usuarios pueden iniciar transacciones de red simultneas.

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Factores que afectan el Rendimiento de una REDLa World Wide Web, aplicaciones que hacen uso intensivo de red, y al ser cada vez ms importante, las aplicaciones cliente/servidor permiten que los administradores puedan centralizar la informacin, (fcil de mantener y proteger). Las aplicaciones cliente/servidor liberan a los usuarios de la carga de mantener la informacin y del costo de suministrar suficiente espacio en el disco duro para almacenarla.

Internet, aplicaciones, multimedia

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Por qu utilizar una Red?

Para las empresas: Eficiencia CorporativaCompartir los recursos informticos de Hardware y Software. Lograr una alta confiabilidad de los datos y programas. Facilidad de Crecimiento de acuerdo a la demanda. Ahorrar dinero.

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Para los usuarios:Comunicacin rpida entre usuarios locales o remotos (Archivos Correo Electrnico Agenda (Archivos, Electrnico, Personal - Citas, Reuniones etc.) Acceso a informacin remota (www) (Internet) Comunicacin de persona a persona (Videoconferencias) Entretenimiento interactivo (video bajo demanda y juegos en red)

VentajasRapidez en la adquisicin de datos Estandarizacin de Aplicaciones Eficiente Comunicacin Disminucin de costos, al p g programas, datos y perifricos , p compartir

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Qu es una RED?Es un conjunto de computadoras y/o dispositivos interconectados a travs de un medio de transmisin.

ClasificacinRed de Area Local (LAN): sistema de comunicacin entre computadoras con distancias geogrficas pequeas (ej. una oficina, unmismo edificio). Red de Area Amplia (WAN): son redes que cubren grandes di t i geogrficas, ( b d distancias fi (pas, continente), a travs de lneas de transmisin.

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Red de Area Local (LAN)

Red de Area Amplia (WAN)WAN

LANLAN-1 (Lima) LANLAN-3 (Chiclayo)10/03/2011 PROTOCOLO ETHERNET 13 10/03/2011 PROTOCOLO ETHERNET

LANLAN-2 (Trujillo)

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Ethernet / 802.3Ethernet es la arquitectura ms difundida. Se utiliza para transportar datos entre los dispositivos de una red. Todos los dispositivos se conectan al mismo medio de transmisin. Los medios Ethernet utilizan un mtodo de broadcast para transmitir y recibir datos a todos los nodos de los medios compartidos.

Red LAN

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Interfaz Ethernet / 802.3

Ethernet - DescripcinEthernet es ahora la tecnologa LAN dominante en el mundo. Ethernet no es una tecnologa sino una familia de tecnologas LAN que se pueden entender mejor utilizando el modelo de referencia OSI. Ethernet denomina a las estaciones individuales como nodos , como todas las dems LAN. Las especificaciones d L ifi i de Eth Ethernet admiten t d it diferentes medios, anchos de banda y dems variaciones de la Capa 1 y 2.

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Ethernet - DescripcinEl formato de trama bsico y el esquema de direccionamiento es igual para todas las variedades de Ethernet. Para que varias estaciones accedan a los medios fsicos y a otros dispositivos de networking, se han inventado diversas estrategias para el control de acceso a los medios. Acceso a l M di es esencial para comprender A los Medios i l d y detectar las fallas en el funcionamiento de toda la red.

El xito de Ethernet se debe a los siguientes factores:Sencillez y facilidad de mantenimiento. Capacidad para incorporar nuevas tecnologas. Confiabilidad. Bajo costo de instalacin y de actualizacin.

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Ethernet - DescripcinEthernet no es una tecnologa para networking, sino una f ili d t i familia de tecnologas para networking l t ki que incluye, Fast Ethernet Gigabit Ethernet, 10Gb Ethernet (10, 100, 1000 10000Mbps). El formato bsico de la trama y las subcapas de IEEE de las Capas OSI 1 y 2 siguen siendo los mismos para todas las formas de Ethernet Ethernet.

Similitudes entre la Capa 1 y 2

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Reglas de la IEEE para la denominacin de EthernetCuando es necesario expandir Ethernet para agregar un nuevo medio o capacidad capacidad, IEEE publica un nuevo suplemento del estndar 802.3. Los nuevos suplementos reciben una designacin de una o dos letras, como por ejemplo: 802.3u. Tambin se asigna una descripcin abreviada (identificador) al suplemento suplemento.

Descripcin abreviadaLa descripcin abreviada consta de: Un U nmero que i di el nmero d Mb indica l de Mbps que se transmiten. La palabra "base", que indica que se utiliza la sealizacin banda base. Una o ms letras del alfabeto que indican el tipo de medio utilizado (Ejemplo : F = Fibra ptica, T = Par Trenzado de cobre no blindado).10/03/2011 PROTOCOLO ETHERNET 24

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Descripcin abreviadaEthernet emplea sealizacin banda base, la cual utiliza todo el ancho de banda del medio de transmisin. La seal de datos se transmite directamente por el medio de transmisin. En la sealizacin banda ancha, la seal de datos nunca se transmite di d i directamente sobre b el medio.

Descripcin abreviadaEn radio difusin y en la TV por cable se usa la sealizacin de banda ancha ancha. Una seal analgica (seal portadora) es modulada por la data y se transmite la seal portadora modulada. Las estaciones de radio y la TV por cable utilizan la li i banda l sealizacin b d ancha (B d) h (Broad).

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Ejemplo: 10Base-T10 Base T Base-T

Ethernet y el Modelo OSIEthernet opera en dos reas del modelo OSI, a mitad inferior de la capa de enlace de datos, conocida como subcapa MAC y la Capa fsica. La subcapa MAC trata los componentes fsicos que se utilizarn para comunicar la informacin. La subcapa de Control de Enlace Lgico (LLC) sigue siendo relativamente independiente del equipo fsico que se utiliza en el proceso de comunicacin.

10 Mbps

Transmisin Banda B B d Base

Medio de Tx : Par Trenzado

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Ethernet y el Modelo OSI

Comunicacin par a par

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Comunicacin par a par

Control de Acceso al Medio (MAC)Protocolo que determina cual de las PC (nodos o host), host) de su entorno de medios compartidos (Dominio de Colisin), puede transmitir datos. Hay dos categoras de Acceso al Medio: Determinista (por turnos), Ej. Token Ring, FDDI, (Token Passing) No Determinista ( l que primero ll N D t i i t (el i llega , primero i se sirve), Ej. Ethernet (CSMA/CD)

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Direcciones MACPara el envo local de tramas Ethernet, se debe contar con un sistema de direccionamiento (identificar las PC y las interfaces). Ethernet utiliza direcciones MAC (48 bits o 12 dgitos hexadecimales). Los primeros seis dgitos identifican al fabricante y l seis restantes representan el f bi los i l nmero de serie de la interfaz (equipo).

Direcciones MACLos seis dgitos restantes representan el nmero de serie de la interfaz u otro valor administrado por el proveedor mismo del equipo. Las direcciones MAC se graban en la memoria ROM y se copian en la memoria RAM cuando se inicializa la NIC.

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Formato de Direccin MAC

Direccin MACEn la capa MAC de enlace de datos se agregan encabezados e informacin final a los datos de la capa superior. El encabezado y la informacin final contienen informacin de control destinada a la capa de enlace de datos en el sistema destino. Los datos de las entidades de las capas p superiores se encapsulan dentro de la trama de la capa de enlace.

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Encapsulamiento de Datos

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Entramado de la Capa 2Una trama genrica tiene secciones denominadas campos y cada campo est campos, formado por bytes. Los nombres de los campos son: Campo de inicio de trama Campo de direccin Campos de longitud / tipo Campo de datos Campo de secuencia de verificacin de tramaPROTOCOLO ETHERNET 39

Entramado de la Capa 2Nombre de Campos A Campo de inicio de Trama B Campo de Direccin C Campo de tipo / longitud D Campo de datos E Campo FCS

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Trama de Ethernet

Trama de EthernetPrembulo, es un patrn alternado de unos y ceros que se utiliza para la sincronizacin de los tiempos en implementaciones de 10 Mbps de Ethernet, (10101011). Las versiones ms veloces (Fast Ethernet o mayores) son sncronas y sta informacin de temporizacin es redundante pero se retiene por cuestiones de compatibilidad.

Ethernet8 Bytes 6 6 2 46 a 1500 4

Prembulo

Direccin Destino

Direccin Tipo Origen Clculo de FCS

Datos

FCS

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Trama de EthernetDireccin de destino, contiene la direccin destino MAC MAC. Direccin de origen, contiene la direccin MAC de origen. Tipo, este campo es para determinar el protocolo de la capa superior (Ej. 0800 = IP, ) 0806 = ARP). Datos, informacin (Ethernet requiere que cada trama tenga entre 46 y 1500 octetos). S es menor a 46, debe agregarse relleno.10/03/2011 PROTOCOLO ETHERNET 43

Trama de EthernetFCS, Secuencia de Verificacin de Trama (suma de comprobacin CRC) CRC). Es un valor (4 bytes) creado por el emisor y recalculado en el receptor para verificar errores. Si el Checksum es diferente, entonces hay error en la trama (se descarta, y se vuelve a realizar la Tx). T )

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Operacin de EthernetEthernet es una tecnologa de broadcast de medios compartidos compartidos. El mtodo de acceso CSMA/CD que se usa en Ethernet ejecuta tres funciones:Transmitir y recibir paquetes de datos. Decodificar paquetes de datos y verificar que las direcciones sean vlidas antes de transferirlos a las capas superiores del modelo OSI. Detectar errores dentro de los paquetes de datos o en la red.10/03/2011 PROTOCOLO ETHERNET 45

Operacin de Ethernet

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Operacin de Ethernet

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Broadcast de Ethernet

Operacin de EthernetLos dispositivos de la red que tienen datos para transmitir a travs de los medios funcionan segn el modo "escuchar antes de transmitir". Un dispositivo que desea enviar datos, primero debe verificar si los medios estn ocupados. S determina que los medios no estn ocupados (libres) , el dispositivo comienza a transmitir los datos.

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Operacin de Ethernet

Operacin de EthernetMientras transmite los datos en forma de seales, seales el dispositivo tambin escucha para escucha, comprobar que no haya ninguna otra estacin que est transmitiendo datos a los medios al mismo tiempo. Una vez que ha terminado de transmitir los datos, datos el dispositivo vuelve al modo de escucha escucha.

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Escuchar antes de transmitirEscuchar el Medio

Operacin de Ethernet ColisinS se produce una colisin, cada dispositivo contina transmitiendo datos durante un perodo breve de tiempo. Una vez que todos los dispositivos de una red detectan que se ha producido una colisin, cada dispositivo invoca a un algoritmo de postergacin. postergacin

Est ocupado ?

Si

Esperar

No (libre)

Transmitir y escuchar10/03/2011 PROTOCOLO ETHERNET 53 10/03/2011 PROTOCOLO ETHERNET 54

Colisin

Operacin de Ethernet ColisinDespus de que todos los dispositivos de una red han sufrido una postergacin durante un perodo determinado de tiempo (distinto para cada dispositivo), cualquier dispositivo puede intentar obtener acceso a los medios nuevamente. Cuando se reanuda la transmisin de datos en la red, l di d los dispositivos i l ii involucrados en l colisin d la li i no tienen prioridad para transmitir datos.

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Deteccin de Colisin

CSMA / CD

Ensamblar trama Tx

Esperar

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Operacin de EthernetEthernet es un medio de transmisin de broadcast (Red con colisiones) colisiones). Todos los dispositivos de una red pueden ver todos los datos que pasan a travs de los medios. Sin embargo, no todos los dispositivos de la red p procesan los datos. Solamente el dispositivo cuya direccin MAC e IP concuerdan con la direccin MAC e IP destino que transportan los datos copiar los datos.10/03/2011 PROTOCOLO ETHERNET 59

Operacin de EthernetCuando el dispositivo ha verificado las direcciones MAC e IP destino, entonces verifica s el paquete tiene errores. Si hay errores, se descarta el paquete. El dispositivo destino no enviar ninguna notificacin al dispositivo origen, (sin tener en cuenta si el paquete lleg con xito o no) Ethernet es una arquitectura de red no orientada a conexin considerada como un sistema de entrega de "mximo esfuerzo".10/03/2011 PROTOCOLO ETHERNET 60

Temporizacin de EthernetLas versiones de 10 Mbps y ms lentas de Ethernet son asncronas, cada estacin receptora utiliza los ocho octetos de la informacin de temporizacin para sincronizar el circuito receptor con los datos entrantes y luego los descarta. Las de 100 Mbps y de mayor velocidad de Ethernet son sncronas (la informacin de temporizacin no es necesaria) por razones de necesaria), compatibilidad, el Prembulo y la SFD (Delimitador de Inicio de Trama) estn presentes.

Temporizacin de EthernetEn Ethernet de 10 Mbps, un bit en la capa MAC requiere de 100 nano-segundos (ns) para ser transmitido. A 100 Mbps el mismo bit requiere de 10 ns para ser transmitido y a 1000 Mbps slo requiere 1 ns. i

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Temporizacin de EthernetPara Ethernet a 10Mbps,

Temporizacin de EthernetVelocidad de Ethernet Periodo de bit (tb)100 nanosegundos 10 nanosegundos 1 nanosegundos 0.1 nanosegundos

En

1 Seg --------------------- 10 Mb tb --------------------- 1 bit

10 Mbps 100 Mbps

Entonces: tb = ( 1 seg x 1 bit ) / 10 Mb = 1 seg / 10 x 106 = 10-7 seg = 100 nanosegundos10/03/2011 PROTOCOLO ETHERNET 63

1000 Mbps = 1 Gbps 10000 Mbps = 10 Gbps

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Temporizacin de EthernetPara todas las velocidades de transmisin de Ethernet de 1000 Mbps o menos el estndar menos, describe la razn por la cual una transmisin no puede ser menor que la ranura temporal. La ranura temporal de Ethernet de 10 y 100 Mbps es de 512 tiempos de bit (64 octetos).

Temporizacin de EthernetLa ranura temporal de la Ethernet de 1000 Mbps es de 4096 tiempos de bit (512 octetos) octetos). La ranura temporal se calcula en base de las longitudes mximas de cable para la arquitectura de red legal de mayor tamao.

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Ranura temporal (intervalo de tiempo)Se define como el tiempo (terico) necesario para realizar una transmisin entre los puntos de mxima separacin de un dominio de colisin, colisionar con otra transmisin en el ltimo instante posible y luego permitir que los fragmentos de la colisin regresen a la estacin transmisora y sean detectados detectados.

Ranura temporal (intervalo de tiempo)La Ranura Temporal determina un lmite para el tamao mximo de los segmentos de una red. S la red crece demasiado, pueden producirse colisiones tardas.

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Espacio entre las tramas y postergacinEl espacio mnimo entre dos tramas que no han sufrido una colisin recibe el nombre de espacio entre tramas. Se mide desde el ltimo bit del campo de la FCS de la primera trama hasta el primer bit del prembulo d l segunda t b l de la d trama.

Espacio entre las tramas y postergacinTrama 01 Trama 02

Datos

FCS

Prembulo

MAC Destino

Espacio entre tramas (sin colisin) Mnimo 96 tiempos de bit10/03/2011 PROTOCOLO ETHERNET 69 10/03/2011 PROTOCOLO ETHERNET 70

Espacio entre las tramas y postergacinUna vez enviada la trama, todas las estaciones de Ethernet de 10 Mbps deben esperar un mnimo de 96 tiempos de bit (9,6 microsegundos) antes de que cualquier estacin pueda transmitir la siguiente trama. En versiones de Ethernet ms veloces, el espacio sigue siendo el mismo 96 tb pero el tiempo que mismo, tb, requiere para dicho intervalo se vuelve proporcionalmente ms corto.

Espacio entre las tramas y postergacinEste intervalo se conoce como separacin. El propsito del intervalo es permitir que las estaciones lentas tengan tiempo para procesar la trama anterior y prepararse para la siguiente trama. A 10 Mbps p 96 tb x 100 nseg = 1 tb

= 9600 x 10-9 seg = 9.6 useg

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Tiempo de TransmisinEl tiempo de transmisin equivale al nmero de bits enviados multiplicado por el tiempo de bit de una tecnologa determinada. El tiempo de transmisin tambin puede considerarse como el tiempo requerido para la transmisin fsica de una trama. En la i i E l siguiente tabla se muestran l tiempos d bl los i de transmisin para cuatro tamaos de trama 10BASE-T diferentes.10/03/2011 PROTOCOLO ETHERNET 73

Tiempo de TransmisinTamao de Trama T d T Tiempo de Transmisin Ti d T i i

64 Bytes 512 Bytes 1000 Bytes 1518 Bytes

51.2 microseg. 410 microseg 800 microseg 1214 microseg.

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Tiempo de TransmisinTiempo de p Transmisin = # bits transmitidos x tb

Evolucin de Ethernet

Ej. Cunto tiempo tomar en transmitir 64 Bytes sobre una Ethernet 10Base-T ?

Tiempo de Tx = 64 Bytes x

8 bits ns x 100 1 Byte

= 51200 x 10-9 seg. = 51.2 microseg.10/03/2011 PROTOCOLO ETHERNET 75 10/03/2011 PROTOCOLO ETHERNET 76

Evolucin de Ethernet

Ethernet a 10MbpsThick Ethernet Thi k Eth t : 10B -5. 10Base 10B Base: 10Base-2. 10Base: 10Base-T 10Base: 10Base-F 10BaseBase

1000 100 1000 100

1000 100

Thin Ethernet Fibra Optica

Twisted Pair Ethernet100 10

100 10 SERVIDORESTACIONES10/03/2011 PROTOCOLO ETHERNET

ESTACIONES77 10/03/2011 PROTOCOLO ETHERNET 78

Ethernet a 100 y 1000MbpsFast Ethernet: Ethernet: 100Base100Base-TX 100Base100Base-FX

Direccionamiento de Hardware48 bits (6 Bytes) Unicasting Multicasting Broadcasting

Gigabit Ethernet: 1000Base-CX 1000Base1000Base1000Base-TX 1000Base1000Base-SX 1000Base1000Base-LX

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Ethernet a 10MbpsTopologa Lgica : Bus Topologa Fsica : Bus o Estrella Velocidad : 10 Mbps Modos de operacin:10 Base-2 / BNC 10 Base-5 / AUI y N 10 Base-T / RJ-45 10 Base-F / ST

Ethernet de 10 Mb/sLas Ethernet de 10BASE5, 10BASE2 y 10BASE-T se consideran implementaciones antiguas de Ethernet. Las cuatro caractersticas comunes de Ethernet antigua son los parmetros de:Temporizacin Formato de trama Proceso de transmisin Una regla bsica de diseo.81 10/03/2011 PROTOCOLO ETHERNET 82

Medios Tx : UTP, Coaxial, o Fibra ptica Mtodo de Acceso : CSMA / CD Estndar: IEEE 802.310/03/2011 PROTOCOLO ETHERNET

Ethernet de 10 Mb/sParmetroPeriodo de bit (tb) Ranura temporal (slot time) Espacio entre Tramas Tamao de TramaMximo Tamao de TramaMnimo

10Base-5Se introdujo en 1980 Transmisin a 10 Mbps Cable Coaxial Grueso Beneficio Su longitud CodificacinManchester Conectores AUI y N Mximo e e to (500metros / ) M i o 5 segmentos (500 et o c/u) Transmisin slo en HDX Dominio de Colisinmximo = 2,500 metros83 10/03/2011 PROTOCOLO ETHERNET 84

Valor100 nanoseg 512 veces un bit (64 octetos) 96 bits (96 tb) 1518 octetos 512 bits (64 octetos)

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Regla 5-4-3-2-1

Regla 5-4-3-2-1La regla 5-4-3-2-1 divide la red en: 5 Segmentos fsicos (mximo) 4 Repetidores o concentradores 3 Segmentos Poblados (de usuarios) 2 Segmentos no Poblados (enlaces). 1 Dominio de Colisin.

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10Base-2Fue introducida en 1985 Instalacinmas sencilla I t l i ill Cable Coaxial Delgado CodificacinManchester Conectores BNC Mximo 5 segmentos (185 metros c/u) g ( / ) Transmisin slo en HDX Dominio de Colisin (max.) = 925 metros

10Base-2Terminador BNC Conector BNC en T Repetidor

Cable RG-58 RG(max. 185m por segmento)87 10/03/2011 PROTOCOLO ETHERNET 88

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10Base-TFue introducida en 1990 Cable Par Trenzado Cat 3 o superior (norma Cat-3 superior. 568A o 568B) Interconexin de PCs a travs de un Hub (medio compartido). CodificacinManchester Diferencial Conector RJ-45 RJ 45 Transmisin HDX y FDX Mximo 5 segementos (100metros c/u) Dominio de Colisin (max.) = 500 metros10/03/2011 PROTOCOLO ETHERNET 89

Cdigo Manchester Diferencial1 1 1 0 1 0 1 0

tb

0 lgico 1 lgico

Cambia y sube / baja Mantiene medio tiempo y sube / baja)

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Cdigo Manchester Diferencial

10Base-T

HUB ETH a 10Mb/s

Cable UTP / Cat3-RJ4510/03/2011 PROTOCOLO ETHERNET 91 10/03/2011 PROTOCOLO ETHERNET 92

Distribucin de pinesRJRJ-45 ( TX D+) ( TX D- ) ( RX D+ ) (Reservado) (Reservado) ( RX D- ) (Reservado) (Reservado) 1 2 3 4 5 6 7 8 RJRJ-45 1 ( TX D+) 2 ( TX D- ) 3 ( RX D+ ) 4 (Reservado) 5 (Reservado) 6 ( RX D- ) 7 (Reservado) 8 (Reservado)

Ethernet 10BASE-T

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Normas 568A y 568B

Ethernet a 100MbpsTopologa Lgica : Bus Topologa F i : E t ll T l Fsica Estrella Velocidad : 100 Mbps 100Mbps Medios de Tx. : UTP / STP o Fibra ptica Tx. Mtodo de Acceso : CSMA / CD Modo de operacin : p 100 Base-TX (UTP / Cat-5) / RJ-45 BaseCatRJ100 Base-FX (Fibra ptica MM) / SC BaseEstndar : IEEE 802.3u 802.

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Ethernet a 100MbpsConocida como Fast Ethernet. Las dos tecnologas que han adquirido relevancia son 100Base-TX, (UTP) y 100Base-FX, (Fibra ptica multimodo). Tres caractersticas comunes: Parmetros de temporizacin. Formato de trama o ato t a a Algunas partes del proceso de transmisin. Tener en cuenta que un tiempo de bit a 100 Mbps = 10 nseg.10/03/2011 PROTOCOLO ETHERNET 97

Ethernet de 100 Mb/sParmetroPeriodo de bit (tb) Ranura temporal (slot time) Espacio entre Tramas Tamao de TramaMximo Tamao de TramaMnimo

Valor10 nanoseg 512 veces un bit (64 octetos) 96 bits (96 tb) 1518 octetos 512 bits (64 octetos)

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100Base-TXSe introdujo en 1997, a Full-duplex (FDX). Cada vezms los switches reemplazaban los hubs vezms, hubs. Estos switches tenan la capacidad de transmitir en full duplex y de manejar rpidamente las tramas de Ethernet. Codificacin 4B / 5B y luego aadeMLT-3 Conector RJ-45 Mximo 2 segmentos (100 metros c/u) + 5mt (enlace) Dominio de Colisinmximo = 205 metros10/03/2011 PROTOCOLO ETHERNET 99

Cdigo MLT-31 0 1 0 1 0 1 0

+1 0 -1tb

0 lgico No cambia (mantiene) 1 lgico Cambia (mantiene medio tiempo y sube / baja) MLT-3 3 Niveles -1, 0 y +110/03/2011 PROTOCOLO ETHERNET 100

100Base-TX

Fast Ethernet 100Base-TX

HUB Fast ETH a 100Mbps

Cable UTP / Cat5-RJ4510/03/2011 PROTOCOLO ETHERNET 101 10/03/2011 PROTOCOLO ETHERNET 102

100Base-TX y 10Base-TSwitch 1100

Limitacin de Fast Ethernet: ms estricta que 10MbpsSwitch 10/100 Hub 100 Hub 100 Hub 100 H b Hub 10Slo 5 mt 100m 100m 100m cascada h t d hasta 4 Hubs (500 mt)

DOWNLINK

100Base-TX

Ethernet

25x

26x

Switch 3300

DOWNLINK

Fast Ethernet Clase

Switch 3300

DOWNLINK

Switch 3300

DOWNLINK

I : no permite conexiones entre Hubs (200 mt)Fast Ethernetslo 2 Hubs (205 mt.)

Switch 3300

DOWNLINK

Clase II : conecta103 10/03/2011 PROTOCOLO ETHERNET 104

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PROTOCOLO ETHERNET

100Base-FXSe introdujo para backbone entre distintos pisos y edificios donde el cobre es menos aconsejable y j tambin en entornos de gran ruido. La temporizacin, el formato de trama y la transmisin son todos comunes a ambas versiones de Fast Ethernet.. Utiliza la codificacin 4B/5B. Conectores ST y SC Segmento mximo: Estacin-Switch o Switch-Switch = 412mt. Dos Repetidores o Hubs = 228mt.10/03/2011 PROTOCOLO ETHERNET 105

El Switch uniendo LAN y Servers (100Base-TX,100Base-FX)SWITCH Core Builder 3500

BackboneFibra Optica Fibra Optica Fibra Optica Fibra Optica Fibra Optica

Servidores

Hub

Hub

Hub

Hub

Hub

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Slots de Expansion (MODULOS)Cada slot puede soportar: soportar: Mdulo Administracin SNMP / full RMON Web y Telnet Mdulos Transceiver Mdulos Transceiver de 10Mb du os a sce e 10Mb 0(10Base(10Base-T), 10Base-F). 10Base-

Ethernet a 1000 MbpsTopologa Lgica / Fsica : Bus / Estrella Velocidad : 1000 Mbps (1 Gb/s) 1000Mbps Medios de Tx. : UTP / STP o Fibra ptica Tx. Mtodo de Acceso : CSMA / CD Modo de operacin : 1000 Base-TX (UTP/STP, Cat-6) /RJ-45 Base- ( , Cat- /RJ1000 Base-SX (FO. Multimodo) / SC Base- (FO. 1000 Base-LX (FO. Monomodo) / SC Base- (FO. Diseadas para Backbone. Backbone.107 10/03/2011 PROTOCOLO ETHERNET 108

Mdulos Transceiver de 100Mb 100Mb(100Base(100Base-TX y 100Base-FX) 100Base10/03/2011 PROTOCOLO ETHERNET

Ethernet a 1000 Mbps (Estndares)Estndar IEEE 802.3z : para Fibra ptica, especifica una conexin FDX de 1Gbps en fibra ptica. Estndar IEEE 802.3ab : para UTP/STP 1000Base-T, especifica el uso de cable de cobre Categora 5 o superior. 1000Base-T, 1000Base-SX 1000Base T 1000Base SX y 1000Base LX 1000Base-LX utilizan los mismos parmetros de temporizacin, comomuestra el cuadro...

Ethernet de 1000 MbpsParmetroPeriodo de bit (tb) Ranura temporal (slot time) Espacio entre Tramas Tamao de TramaMximo Tamao de TramaMnimo

Valor1 nanoseg 4096 periodos de bit (tb) (512 octetos) 96 bits (96 tb) 1518 octetos 512 bits (64 octetos)

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Ethernet de 1000 MbpsLas diferencias entre Ethernet, Fast- Ethernet y Gigabit Ethernet se encuentran en la capa fsica fsica. Mayores velocidades y menor duracin de los tiempos de bit requiere una consideracin especial (es fundamental la temporizacin).

Ethernet de 1000 MbpsTransmitir a alta velocidad requiere de frecuencias cercanas a las limitaciones de ancho de banda para los medios de cobre. Esto hace que los bits sean ms susceptibles al ruido en los medios de cobre. Los estndares para Gigabit Ethernet son, en estos momentos, la tecnologa dominante en instalaciones d b kb i t l i de backbone.

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1000Base-T1000Base-T se desarroll para brindar ancho de banda adicional a fin de aliviar los cuellos de botella existentes en implementaciones 100BaseT. Mejor desempeo a dispositivos tales como backbones dentro de los edificios, enlaces entre los switches, servidores centrales. Fast Ethernet se di para f i F t Eth t dise funcionar en l los cables de cobre Cat 5 existentes y esto requiri que dicho cable aprobara la verificacin de la Cat 5e.10/03/2011 PROTOCOLO ETHERNET 113

1000Base-TLa mayora de los cables Cat-5 instalados pueden aprobar la certificacin 5e si estn correctamente terminados. Uno de los atributos ms importantes del estndar para 1000Base-T es la compatibilidad con 10Base-T y 100Base-TX.

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1000Base-TPara lograr transmitir 1000Base-T en Cat5e o superior se utiliz los cuatro pares de hilos en lugar de los dos pares tradicionales. Esto se logra mediante un sistema de circuitos complejo que permite las transmisiones full duplex en el mismo par de hilos. Esto proporciona 250 Mbps por par par.

1000Base-T (uso de 4 pares)

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1000Base-TXEs una implementacin de una Gigabit Ethernet (red que transmite informacin a una velocidad de 1Gbit/s). Solo puede usar cable de Categora 6, en contraste con el 1000Base-T que puede usar tambin cables de categora 5. Promovido por la Asociacin de Industrias de Telecomunicaciones (TIA).

1000Base-SX / LXIEEE 802.3 recomienda Gigabit Ethernet en fibra como la tecnologa de backbone. backbone La temporizacin, el formato de trama y la transmisin son comunes a todas las versiones de 1000Mbps. En la capa fsica, se definen dos esquemas de codificacin de la seal (8B/10B para fibra ptica y de cobre blindado y la modulacin de amplitud de pulso 5 (PAM5) se utiliza para los UTP.10/03/2011 PROTOCOLO ETHERNET 118

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1000Base-SX/LX

VentajasInmunidad al ruido. Sin Si problemas potenciales d conexin a ti bl t i l de i tierra. Excelentes caractersticas de distancia. Muchas opciones de dispositivos 1000Base-SX y 1000Base-LX. Se puede usar para conectar segmentos Fast Ethernet ampliamente dispersos.

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Gigabit EthernetEl mtodo de Control de Acceso a los Medios considera el enlace como si fuera de punto a punto. Como se utilizan distintas fibras para transmitir (Tx) y recibir (Rx) la conexin de por s es de full duplex. Gigabit Ethernet permite un slo repetidor entre dos estaciones. La Figura es un cuadro de comparacin de medios de Gigabit Ethernet.10/03/2011 PROTOCOLO ETHERNET 121

Medios Gigabit Ethernet

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Aplicacin en Edificios100 Base-TX BaseHub 100Mb/s

Aplicacin en CampusHUB

Router Switch PrincipalF.O.

3 piso

100 Base-TX BaseHub 100Mb/s

LANLAN-1

WANF.O. HUB

1000Base-SX

2 piso Server: 1 Gbit/s 1000 Base-TX Base-

F.O. HUB

Servers:1 Gbit/s

Switch10/03/2011 PROTOCOLO ETHERNET

1000 Base-SX Base1 piso123 10/03/2011

LANLAN-2

LANLAN-3

ServidoresPROTOCOLO ETHERNET 124

Aplicacin en CampusSwitch Switch PrincipalLAN LAN F.O. F.O. F.O.

Tecnologa EthernetRouterSubcapa de Control de Enlace Lgico (LLC) Control de Acceso al Medio 802.31000Base-LX (55 50-5000m) MM y SM Fibra SC 10BASE-5 (500 m m) 50 Ohmios - Coa axial / AUI 10BASE-2 (185 m m) 50 Ohmios Coa axial / BNC 10BASE-T (100 m m) 100 Ohmios UT / R-45 TP 100BASE-TX (10 00m) 100 Ohmios UTP / R-45 P 1000BASE-CX (2 25m) 150 Ohmios STP Mini DB-9 P 1000Base-T (100 m) 0 100 Ohmios UTP RJ-45 P 1000Base-SX (22 20-550 m) MM Fibra SC

WANSwitch

Switch

Subcapa de Sealizacin Fsica

LAN LAN10/03/2011

LAN

LAN

LAN LAN125 10/03/2011

Medio Fsico

ServidoresPROTOCOLO ETHERNET

PROTOCOLO ETHERNET

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Muchas gracias !

Autor: Ing Hctor Umeres Ing. E-mail: Humeres@mail.urp.edu.pe

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