Clase 2 Comunicacion en La Red

7/31/2019 Clase 2 Comunicacion en La Red

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Prof. Cristian Ahumada V.

TELECOMUNICACIONES Y REDES

Redes Computacionales III


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Introduccin a las LANs Ethernet IEEE 802.3 Reenvo de tramas usando un switch Configuracin de la administracin de un switch

Configuracin de la seguridad del switch

Contenido

Unidad II: Comunicacin en la red

Conmutacin y comunicaciones inalmbricas de LAN


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Introduccin a las LANs Ethernet IEEE 802.3

CSMA/CD

Las seales de Ethernet se transmiten a todos los hostsque estn conectados a la LAN mediante un conjunto denormas especiales que determinan cul es la estacinque puede tener acceso a la red.

CSMA/CD se utiliza solamente con la comunicacin half-duplex que suele encontrarse en los hubs. Los switches

full-duplex no utilizan CSMA/CD.

CSMA/CD: Acceso mltiple con deteccin de portadora/deteccin decolisiones. Se usa en Ethernet e IEEE 802.3.


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Deteccin de portadora

En el mtodo de acceso CSMA/CD Mtodo de acceso,todos los dispositivos de red que tienen mensajes para

enviar deben escuchar antes de transmitir.

Si un dispositivo detecta una seal de otro dispositivo,espera un perodo determinado antes de intentartransmitirla.

Cuando no se detecta trfico alguno, el dispositivo transmitesu mensaje. Mientras se produce dicha transmisin, eldispositivo contina atento al trfico o a posibles colisionesen la LAN. Una vez enviado el mensaje, el dispositivo vuelveal modo de escucha predeterminado.



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Acceso mltiple

Si la distancia entre los dispositivos es tal que lalatencia de las seales de un dispositivo supone la nodeteccin de stas por parte de un segundodispositivo, ste tambin podra comenzar atransmitirlas.

De este modo, los medios contaran con dos

dispositivos transmitiendo seales al mismo tiempo.Los mensajes se propagan en todos los medios hastaque se encuentran. En ese momento, las seales semezclan y los mensajes se destruyen: se ha producido

una colisin.



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Deteccin de colisiones

Cuando un dispositivo est en el modo de escucha, puededetectar cuando se produce una colisin en los medioscompartidos, ya que todos los dispositivos pueden detectar un

aumento en la amplitud de la seal que est por encima delnivel normal.

Cuando se produce una colisin, los dems dispositivos queestn en el modo de escucha, adems de todos los

dispositivos de transmisin, detectan el aumento de amplitudde la seal.

Todos los dispositivos que estn transmitiendo en esemomento lo seguirn haciendo, para garantizar que todos losdispositivos en la red puedan detectar la colisin.



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Seal de congestin y postergacin aleatoria

Cuando se detecta una colisin, los dispositivos de transmisinenvan una seal de congestionamiento. La seal decongestionamiento avisa a los dems dispositivos acerca de lacolisin para que stos invoquen un algoritmo de postergacin.La funcin de ste es hacer que todos los dispositivosdetengan su transmisin durante un perodo aleatorio, con locual se reducen las seales de colisin.

Una vez que finaliza el retraso asignado a un dispositivo, dichodispositivo regresa al modo "escuchar antes de transmitir". Unperodo de postergacin aleatorio garantiza que los dispositivosinvolucrados en la colisin no intenten enviar trficonuevamente al mismo tiempo, lo que provocara que se repitatodo el proceso.



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Las comunicaciones en una red LAN conmutada seproducen de tres maneras: unicast, broadcast ymulticast:



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Trama de Ethernet

La estructura de la trama de Ethernet agregaencabezados y trilers alrededor de la Capa 3 PDU para

encapsular el mensaje que debe enviarse. Tanto el trilercomo el encabezado de Ethernet cuentan con variassecciones (o campos) que el protocolo Ethernet utiliza.

Triler: Informacin de control que se coloca antes de los datos al encapsularlos para su transmisinpor la red.



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Direccin MAC

Una direccin Ethernet MACes un valor binario de 48 bitsque se compone de dospartes y se expresa como 12dgitos hexadecimales.

El OUI es la primera parte deuna direccin MAC. Tieneuna longitud de 24 bits eidentifica al fabricante de la

tarjeta NIC.



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Introduccin a las LAN 802.3/EthernetConfiguracin de Duplex

Se utilizan dos tipos de parmetros duplex para las comunicaciones en una redEthernet: half duplex y full duplex.

Half Duplex (CSMA/CD)

Flujo de datos unidireccional

Alto potencial para las colisiones

Conectividad de hub

Full Duplex

Slo punto a punto

Conectado a puerto de switch dedicado

Requiere soporte para full-duplex en ambos extremos

Sin colisiones

Circuitos de deteccin de colisiones deshabilitado


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Introduccin a las LAN 802.3/Ethernet

Direccionamiento MAC Los switches emplean direcciones MAC

para dirigir las comunicaciones de red atravs de su estructura al puertocorrespondiente hasta el nodo de destino.

El switch debe primero saber qu nodosexisten en cada uno de sus puertos parapoder definir cul ser el puerto queutilizar para transmitir una trama unicast.

El switch genera su tabla de direccionesMAC grabando las direcciones MAC de losnodos que se encuentran conectados en

cada uno de sus puertos.

Cuando un switch recibe una trama dedatos entrantes y la direccin MAC dedestino no figura en la tabla, ste reenvala trama a todos los puertos excepto al quela recibi en primer lugar.


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Introduccin a las LAN 802.3/Ethernet


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Dominios de broadcast

Si bien los switches filtran la mayora de las tramas segn lasdirecciones MAC, no hacen lo mismo con las tramas de broadcast.

Una serie de switches interconectados forma un dominio de broadcastsimple. Slo una entidad de Capa 3, como un router o una LAN virtual(VLAN), puede detener un dominio de broadcast de Capa 3. Los routersy las VLAN se utilizan para segmentar los dominios de colisin y debroadcast.

Cuando un dispositivo desea enviar un broadcast de Capa 2, la direccinMAC destino en la trama se establece en slo unos. Al configurar eldestino en este valor, todos los dispositivos aceptarn y procesarn latrama de broadcast.



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Latencia de red

La latencia es el tiempo que una trama o paquete tarda en hacerel recorrido desde la estacin origen hasta su destino final.

En primer lugar, el tiempo que toma la NIC origen en colocar

pulsos de voltaje en el cable y el tiempo que tarda la NIC destinoen interpretar estos pulsos. Esto se denomina a veces retraso dela NIC (por lo general, es de 1 microsegundo para una NIC10BASE-T).

En segundo lugar, el retardo de propagacin real, ya que la sealtarda un tiempo en recorrer el cable. Normalmente, ste es deunos 0,556 microsegundos por 100 m para Cat 5 UTP.

En tercer lugar, la latencia aumenta segn los dispositivos de redque se encuentren en la ruta entre dos dispositivos. Estos pueden

ser dispositivos de Capa 1, Capa 2 o Capa 3.



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Segmentacin LAN

Las LAN se segmentan en varios dominios de broadcast y decolisin ms pequeos mediante el uso de routers y switches.



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Eliminacin de los cuellos de botellas

Los cuellos de botella son lugares donde la altacongestin de la red provoca un bajo rendimiento.

Si se utilizan enlaces de mayor capacidad (por ejemplo:ampliar una conexin de 100 Mb/s hasta 1000 Mb/s) yse emplean varios enlaces promoviendo una tecnologade unificacin de enlaces (pueden reducirse los cuellosde botella creados por los enlaces de switchesinterconectados y de routers.



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Conmutacin de almacenamiento y envo

En este tipo de conmutacin, cuando el switch recibe latrama, la almacena en los buffers de datos hasta recibir

la trama en su totalidad.

Durante el proceso de almacenamiento, el switchanaliza la trama para buscar informacin acerca de sudestino.

En este proceso, el switch tambin lleva a cabo unaverificacin de errores utilizando la porcin del trilerde comprobacin de redundancia cclica (CRC, CyclicRedundancy Check) de la trama de Ethernet.

Reenvi de Tramas Mediante un Switch


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Conmutacin por mtodo de corte

En este tipo de conmutacin, el switch acta sobre los datosapenas los recibe, incluso si la transmisin an no se hacompletado. El switch recopila en el bfer slo la informacinsuficiente de la trama como para leer la direccin MAC de destino

y as determinar a qu puerto debe reenviar los datos. El switch no lleva a cabo ninguna verificacin de errores en la

trama.

Conmutacin por envo rpido: La conmutacin por envo rpidoofrece el ms bajo nivel de latencia. La conmutacin por envo

rpido reenva el paquete inmediatamente despus de leer ladireccin de destino.

Conmutacin Libre de fragmentos: En la conmutacin libre defragmentos, el switch almacena los primeros 64 bytes de la tramaantes de reenviarla. Este tipo de conmutacin puede ser vistacomo un acuerdo entre la conmutacin por almacenamiento y

envo y la conmutacin por mtodo de corte.



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Conmutacin simtrica yasimtrica

La conmutacin simtricaproporciona conexionesconmutadas entre puertoscon el mismo ancho de

banda; por ejemplo, todoslos puertos de 100 Mb/s otodos los puertos de 1000Mb/s.

Un switch LAN asimtricaproporciona conexiones

conmutadas entre puertoscon distinto ancho debanda; por ejemplo, unacombinacin de puertos de10 Mb/s, 100 Mb/s y 1000Mb/s.


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Un switch LAN de Capa 2 lleva a cabo los procesos deconmutacin y filtrado basndose solamente en la direccinMAC de la Capa de enlace de datos (Capa 2) del modelo OSI.El switch de Capa 2 es completamente transparente para los

protocolos de la red y las aplicaciones del usuario. Recuerdeque un switch de Capa 2 crea una tabla de direcciones MACque utiliza para determinar los envos.

Un switch de Capa 3, funciona de modo similar a un switch deCapa 2, pero en lugar de utilizar slo la informacin de las

direcciones MAC para determinar los envos, el switch de Capa3 puede tambin emplear la informacin de la direccin IP. Elswitch de Capa 3 puede tambin conocer qu direcciones IPestn relacionadas con sus interfaces. Esto permite que elswitch de Capa 3 pueda dirigir el trfico a travs de la red en

base a la informacin de las direcciones IP.


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