Capa de enlaceIng. Claudia P Santiago

Funcin principalAlgoritmos para lograr una comunicacin confiable y eficiente entre dos mquinas adyacentes en la capa de enlace de datos (no hay intermediarios entre los dos). Los bits van uno tras otro

Computer Networking: A Top-Down Approach, 4/E. James F. Kurose, Keith W. Ross,

FuncionesLink access: Especifica las reglas sobre cules frames son transmitidos sobre la redFraming: Determinar la manera en que los paquetes se encapsulan en frames para luego pasarlos a la capa fsica (bits).Reliable delivery y error detection/correction: Manejar los errores de transmisin Flow control: Administrar el flujo de frames para que receptores lentos no sean ahogados por transmisores rpidosHalf-duplex y full-duplex

Network Interface Car - NICComputer Networking: A Top-Down Approach, 4/E. James F. Kurose, Keith W. Ross,

EncapsulamientoFrammingComputer Networking: A Top-Down Approach, 4/E. James F. Kurose, Keith W. Ross,

EncapsulamientoFrammingColocar informacin de control de la capa y marcar el comienzo y el fin de cada frameMarcado de comienzo y finCharacter count (Conteo de caracteres)Starting and ending characters, with character stuffing (caracteres de inicio y fin, con relleno de caracteres)Starting and ending flags, with bit stuffing (Indicadores de inicio y fin con relleno de bits)Physical layer coding violations (Violaciones de codificacin de la capa fsica)

EncapsulamientoStarting and ending flags, with bit stuffingStarting and ending flags: 01111110Bit stuffing: Cada vez que enlace ve en los datos 5 1s seguidos despus de un 0 inserta un 0 (relleno de bit). En destino se hace el proceso contrario

EncapsulamientoStarting and ending flags, with bit stuffingEjemplo 1Si se desea transmitir el siguiente conjunto de bits:0101111001010111111010110011111010Lo que se enva realmente es:0111111001011110010101111101010110011111001001111110Ejemplo 2Se desea enviar:0111111111111111111010101Lo que se enva es:011111100111110111111111111101010101111110

Control de erroresDos opciones: Deteccin de errores: Incluir slo la informacin que permita determinar si hubo un error.Correccin de errores: Incluir tanta informacin que sea capaz de detectar y corregir el error.

Computer Networking: A Top-Down Approach, 4/E. James F. Kurose, Keith W. Ross,

Control de errores - CorreccinFEC Forward error correctionComputer Networking: A Top-Down Approach, 4/E. James F. Kurose, Keith W. Ross,cSi slo se daa un bit

Control de errores - deteccinParidad de un bitComputer Networking: A Top-Down Approach, 4/E. James F. Kurose, Keith W. Ross,c

Control de errores - deteccinCiclic redundancy Check CRC

lgebra polinomial mdulo 2 sin carriesPolinomio generadorMas pequeo que los datosComienzo y fin en 1Se adicionan 0s segn el grado del polinomio generador

Computer Networking: A Top-Down Approach, 4/E. James F. Kurose, Keith W. Ross,c

Control de errores - deteccinCRCEjemplo en origenEnviar la cadena 1010001101Polinomio generador : 110101X5+X4+X2+1

Control de errores - deteccinCRC

Control de errores - deteccinCRCEjemplo en origenEnviar la cadena 101101001101010Polinomio generador : 10011X4+X+1

Control de errores - deteccin1011010011010100000100111001110101011000001000101100000000000000000101100000011001100000001010000010000000000001010100010010011000000011010010000000000000011010010000100111001101001100011010011000000000000110

Control de errores - deteccinCRCEjemplo en destinoSe recibe la cadena 101000110101110Polinomio generador : 110101X5+X4+X2+1

Control de errores - deteccin1010001101011101101011101011101010110011101111010100111010000000111010110101001111100000001111101101010010111000000010111111010101101011101010000000000000000000

Control de errores - deteccinEjemplo en destinoSe recibe la cadena 101000110101100Polinomio generador : 110101X5+X4+X2+1

Control de errores - deteccin

Control de errores - deteccinCRCCRC-16-CCITT x16 + x12 + x5 + 1 1000100000010001CRC-32 (IEEE-802.3)x32 + x26 + x23 + x22 + x16 + x12 + x11 + x10 + x8 + x7 + x5 + x4 + x2 + x + 1100000100110000010001110110110111CRC-64-ISSO x64 + x4 + x3 + x + 110000000000000000000000000000000000000000000000000000000000011011

Acceso al medioConexin punto a punto:

Canal compartido:

Computer Networking: A Top-Down Approach, 4/E. James F. Kurose, Keith W. Ross,HDLC: High-level Data Link Control PPP: Point to Point ProtocolSLIP: Serial Line Internet Protocol

Control de Acceso al MedioTIPO DE ACCESOControladoContiendaMultiplexacinConmutacinCentrali-zadoDistribuidoSordaConEscuchaClulasEn busEn anilloAlohaCSMACSMA/CDCSMA/CATokenBusToken RingFDDIPuroRanuradoTokenBit mapBinaryCountdownPor bits1 persistentNon persistentp persistentTDMFDMDWDMWDMACDMA

Control de Acceso al MedioComputer Networking: A Top-Down Approach, 4/E. James F. Kurose, Keith W. Ross,

Control de Acceso al MedioComputer Networking: A Top-Down Approach, 4/E. James F. Kurose, Keith W. Ross,

Direccionamiento a nivel de enlaceDirecciones MACComputer Networking: A Top-Down Approach, 4/E. James F. Kurose, Keith W. Ross,

Direccionamiento a nivel de enlaceAddress Resolution Protocol - ARPComputer Networking: A Top-Down Approach, 4/E. James F. Kurose, Keith W. Ross,

Direccionamiento a nivel de enlaceComputer Networking: A Top-Down Approach, 4/E. James F. Kurose, Keith W. Ross,

Modelo OSI en Redes punto a puntoRedes con acceso al medio compartidoFsicoEnlaceRedTransporteSesinPresentacinAplicacinFsicoMACLLC802.2802.3 CSMA/CD802.4 Token Buss802.5 Token RingModelo IEEE 802

Institute Of Electrical and Electronic EngineersIEEE 802 define estndares para redes LAN y MAN

Control de acceso al medio en LANLas normas del comit 802 son802.1: Interfaz de las capas mas altas802.2: LLC Logical Link Control802.3: Ethernet CSMA/CD802.4: Token Bus 802.5: Token Ring802.6: Redes de Area Metropolitana MAN802.7: Redes Broadband802.8: Redes de Fibra ptica802.9: Integrate Voice & Data Lan Interface802.10: Estndar para Seguridad de redes802.11: LAN Inalmbrica802.15: Bluetooth802.16: Wireless MAN

EthernetDefinicin

Red de transmisin basada en bus o estrella (broadcast) con control de operacin descentralizado a 10, 100 o 1000 Mbps

HISTORIA1970's Universidad de Hawai - ALOHA1972 Ethernet 2.94 Mbps1976. Ethernet: Distributed Packet Switching for Local Computer Network1980 Digital Equipment Corporation (DEC) Intel y Xerox IEEE 802.3 adopt ethernet versin 2.0

Ethernet

EthernetBus

Estrella

ETHERNETEl sistema Ethernet est compuesto porFrameProtocolo de Acceso al medioComponentes de SealizacinMedio Fsico

ETHERNETVISION GENERAL DEL ESTANDARlas normas comprenden:1. Subnivel MACa. Especificaciones de Servicio MAC. b. Protocolos y unidades de datos1) Estructura del Paquete2) Control de acceso al Medioa) Funciones Principalesb) Funciones para transmisin de paquetesc) Funciones para Recepcin de paquetes2. Nivel Fsicoa. Especificaciones de serviciob. Especificaciones del nivel fsico

1. Subnivel MACa. Especificaciones de Servicio MAC. MA_DATA.request MA_DATA.indication MA_DATA.confirm ETHERNET

1. Subnivel MACb. Protocolos y Unidades de datos MAC:1) Estructura del paquetePaquete

Secuencia de Verificacin: CRC 32Tamao mnimo paquete 64 bytes - mximo 1526 bytes Cuando los paquetes no cumplen con la estructura establecida o los tamaos mnimos y mximos, son descartadosETHERNET

ETHERNETMETODO DE OPERACINCSMA/CDNo hay estacin arbitroSimple electrnicaBroadcast - Dominio de ColisinTodas las estaciones escuchan y miran si el paquete va para ellasSe manejan tres diferentes tiemposRound Trip TimeIFG (InterFrame Gap)Backoff Time

Transmisindel paqueteEnsamblarel paqueteMedio LibreComienzo detransmisinDetectacolisinTransmisinO.K.?EnviaJAMIncremetoNo. de IntentosDemasiadosIntentosError. No. Excesivode colisionesCalculoBackoffEspera deTiempo BackoffNoNoNoSiSiSiFin de laTransmisinETHERNET

ETHERNETBackoff en Ethernet 10 Mbps

No. de Colisiones

Rango de Nmeros Aleatorio

Rango de tiempos backoff

1

0 .. 1

0 .. 51,2 (seg

2

0 .. 3

0 .. 153,6 (seg

3

0 .. 7

0 .. 358,4 (seg

4

0 .. 15

0 .. 768 (seg

5

0 .. 31

0 .. 1,59 mseg

6

0 ..63

0 .. 3,23 mseg

7

0 .. 127

0 .. 6,50 mseg

8

0 .. 255

0 .. 13,1 mseg

9

0 .. 511

0 26,2 mseg

10

0 .. 1023

0 52,4 mseg

16

N/A

Frame descartado

ETHERNET2. Nivel Fsico Especificaciones del nivel fsicoCodificacin Manchester (10Mbps)Computer Networking: A Top-Down Approach, 4/E. James F. Kurose, Keith W. Ross,

ETHERNET

Parmetro

10Base5

10Base2

1Base5

10BaseT

10Broad36

Medio de

Transmisin

Cable Coaxial

75 Ohm

Cable Coaxial

50 Omh

UTP

UTP

Cable Coaxial

75 Ohm

Tcnica de

Sealizacin

Banda Base

Manchester

Banda Base

Manchester

Banda Base

Manchester

Banda Base

Manchester

broadband

DPSK

Velocidad

Mbps.

10

10

1

10

10

Long Max

Segmento

Mts.

500

185

500

100

1800

Long Total

Red. Mts.

2500

925

2500

500

3600

Estaciones por Segmento

100

30

-

-

-

EthernetCodificacin Manchester diferencialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Differential_manchester_encoding.svg

EthernetCodificacin 4B/5B

Cadena original: 000111110 0100111100

Codificacn STL-3http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:MLT3encoding.svghttp://www.inf.utfsm.cl/~rmonge/uv/com/capitulo2x6.pdf

ETHERNET

Parmetro

10baseFB

10BaseFP

10BaseFL

100BaseTX

100BaseFX

Medio de

Transmisin

Fibra

ptica

Fibra

ptica

Fibra

Optica

Par

Trenzado

Fibra

Optica

Tcnica de

Sealizacin

Manchester Diferencial

Manchester

Diferencial

Manchester Diferencial

MLT-3

4B/5B

Velocidad

Mbps.

10

10

10

100

100

Long Max

Segmento

Mts.

2000

1000

2000

100

2000

ETHERNET

Parmetro

100baseT2

1000baseSX

1000baseLX

1000baseCX

1000baseT

Medio de

Transmisin

Par Trenzado

Fibra

optica

Fibra

Optica

Fibra

Optica

Par

Trenzado

Tcnica de

Sealizacin

4B/5B

8B/10B

8B/10B

8B/10B

4D-PAM5

Velocidad

Mbps.

100

1000

1000

1000

1000

Long Max

Segmento

Mts.

100

220

5000 (100000)

25

100

ETHERNETTipos de Cables Pares Trenzados

Coaxial

Fibra pticaCCNA Cisco Academy

ETHERNETTipos de conectoresAUI = Attachment Unit Interface. 15 pinesRJ-45 Registered Jack. 8 pinesBNC = Bayonet Navy Connector. Bayonet Neil-Concelman

ST = Straight tip

SC = Subscriber Connector

LC = Lucent ConnectorCCNA Cisco Academy

ETHERNETFAST ETHERNETEthernet mejorado (no reinventado)Compatible con 10baseTTemor a protocolo nuevo con problemas imprevistosMas rpido de hacer Usa especificaciones del medio definidas para FDDI (Fiber Distributed Data Interface)Los medios fsicos usados son UTP, STP o Fibra ptica

ETHERNETFast Ethernet Twisted-Pair - 100baseTXOpera sobre dos pares1 para Rx y otro para Txcodificacin MLT-3UTP categora 5100 mtsAutonegociacin habilitadaHalf y full duplex (dependiendo de la distancia)Fast Ethernet Fiber Optic - 100baseFXEstndar 412m. Hasta 2 Km. de distancia mxima4B/5B - NRZIFibra ptica Multimodo.Autonegociacin habilitada

ETHERNETGigabit Ethernet Twisted Pair - 1000baseTJulio - 1999 (1995)Compatible con las otras versiones de EthernetUTP categora 5 (5e)Cuatro paresSealizacin 4D-PAM5Autonegociacin habilitadaNecesario una muy alta calidad de cables y terminales100 mts de longitudExtensin de la portadoraRfagas de framesFullduplex

ETHERNETGigabit Ethernet Fiber Optic - 1000baseXSealizacin 8B/10B. NRZHabilitada AutonegociacinTres tipos1000baseLX: 5Km. Fibra Multimodo y monomodo. Hasta 100km1000baseSX: 220 mts. Conectores MT-RJ. Longitudes de onda pequeas.1000baseCX: 25 Mts. UTP. 2 pares. No implementado

Ethernet10 GigaEthernet10GbpsUTP cat 6 y 7 (100 mts), Coax delgado (100 mts), F.O multimodo (300 m) y F.O. monomodo (10 Km)FullduplexLAN, MAN y WANHasta 40 Km (en F.O.)

ETHERNETAUTONEGOCIACINSe usa para poner de acuerdo a todos los equipos en una red EthernetDesarrollo en 1985Para redes Ethernet basados en par trenzadoNegociacin de velocidadesSe usa para enlaces punto a puntoUsa seales FLP (Fast Link Pulse)

ETHERNETRecomendaciones para mejorar el rendimientoUsar paquetes lo ms grande posiblesCables cortos y conexiones a travs de bridges Seguir estndarNo muy bueno para aplicaciones en tiempo realNo tener un gran nmero de estaciones por segmentoNo mantener equipos rpidos y lentos en el mismo segmentoSegmentos de equipos que hablan mucho. Relacin 80/20

ETHERNETDominio del mercado. RazonesAlta Confiabilidad AdministrableEscalableBajo costoFcil de instalar

EthernetLAN Switching

HubsBridgesSwitch de Nivel 2

DefinicinEquipos de Interconexin de redes que permiten simular el funcionamiento de un bus.

CaractersticasRegeneran la sealActan en nivel 1Toman la seal y la propaganEl tiempo de retardo es mnimoForman un solo dominio de colisinDetecta colisin e informanIgnorar equipos o segmentos con problemas

Interconexin

Informacin que se puede obtener:Nmero total de frames vlidos recibidosNmero total de bytes recibidos por un puertoNmero de frames errados recibidosNmero de frames muy grandesNmero de eventos muy cortos Nmero de colisionesNmero de colisiones tardas

PREDECESORES DE LOS SWITCHESPuentes - bridges

Razones para usarlosDiferentes departamentos con diferentes LAN interconectadasDiferentes edificiosDiferentes LANs para manejo de carga (AdeB)Grandes distancias entre partes de la LANConfiabilidad.Seguridad

DefinicinLos bridges realizan funciones de nivel MAC.Permiten la interconexin entre redes con diferentes maneras de acceder al medio

ProblemticaTamao y formatos de los paquetes

Redes de Computadores. 4 ed. Andrew TanenbaumVelocidad de las redesTemporizadores de las diferentes redesManejo de prioridadesTipos de acceso al medio

Bridges TransparentesPreocupacin principal: Transparencia completaEthernet EthernetSeparacin de dominios de colisinVa aprendiendo

Spaning TreeTrabajan en modo promiscuoTablas de dispersinPrimero vacasPaquetes enviado por inundacin (rbol de expansin)Manejo de ciclosAprenden por la direccin de origenLas entradas en la tabla tienen un tiempo de expiracinActualizacin permanente

Esquema HubDominio de broadcast es el conjunto de aquellas estaciones que escuchan un mensaje de broadcast (un mensaje generado por una estacin en particular para todas las estaciones que componen la red)1Dominio de colisin es el conjunto de todas aquellasestaciones que en un momento dado pugnan o compitenpor el uso del canal1

1 La evolucin en la arquitectura de las redesIng. lvaro Pachn D., Departamento de Redes y Comunicaciones. Universidad Icesi-I2T.http://www.icesi.edu.co/es/publicaciones/publicaciones/contenidos/sistemas_telematica/1/apachon_evoluc-redes.pdf

Esquema SwitchDominio de colisinDominio de broadcast

CaractersticasAprende igual que el bridgeSeparan dominios de colisinNo manejan trfico broadcast ni multicastAutonegociacinAdministrableManejo de filtrosManejo de congestinVirtual LANsManejo de protocolos no enrutablesMximo 7 switches entre dos estaciones

BibliografaComputer Networking: A Top-Down Approach, 4/E. James F. Kurose, Keith W. Ross.Computer Networks. 4/E. Andrew Tanenbaum.