GESTIÓ DE XARXES D’ÀREA LOCALfsala2/GXAL - 1 Telematica.pdf · En el mateix temps, les xarxes...

GESTIÓ DE XARXES

D’ÀREA LOCAL

Xavier Sala Pujolar i molts altres

Sota Llicència de Domini Públic *Podeu fer-ne el que vulgueu com vulgueu sota la vostra responsabilitat

Gestió de xarxes d’àrea local

TEMA 1: Telemàtica

XarxesTEMA 1: Telemàtica.........................................................................................................2

1.1 Introducció..............................................................................................................51.1.1 Dispositius usats en transmissions:.................................................................61.1.2 Característiques de les transmissions informàtiques: .....................................71.1.3 Tipus de transmissions....................................................................................71.1.4 Classificació de Xarxes ..................................................................................71.1.5 Protocols..........................................................................................................81.1.6 Estàndards.......................................................................................................8

1.2 Medi de transmissió..............................................................................................101.2.1 Aspectes físics de les transmissions..............................................................101.2.2 Tipus de transmissions..................................................................................12

1.2.2.1 Transmissió asíncrona / síncrona...........................................................131.2.2.1.1 Asíncrona.......................................................................................131.2.2.1.2 Síncrona.........................................................................................14

1.2.2.2 Transmissió sèrie / paral·lel...................................................................141.2.2.3 Simplex / Semi-Duplex / Full-Duplex...................................................151.2.2.4 Transmissió en banda ampla i banda base.............................................15

1.2.3 Transmissió per cable ...................................................................................161.2.3.1 Parell Trenat..........................................................................................16

1.2.3.1.1Tipus de cables ..............................................................................161.2.3.1.2 Categories i classes........................................................................171.2.3.1.3 Cables de parell trenat...................................................................181.2.3.1.4 Cables creuats................................................................................201.2.3.1.5 Cables creuats Gigabit Ethernet.....................................................21

1.2.3.2 Cable coaxial.........................................................................................231.2.3.3 Fibra òptica............................................................................................241.2.3.4 Comprovació de cablejat.......................................................................26

1.2.3.4.1 Tècniques de recerca de problemes en xarxes ..............................281.2.3.4.2 Eines per comprovar cablejat.........................................................30

1.2.4 Transmissió sense fils en Xarxes locals(WLAN).........................................311.2.4.1 Estàndards sense fils..............................................................................33

1.2.4.1.1 L'estàndard WIFI...........................................................................331.2.4.1.2 Wi-Max..........................................................................................35

1.2.4.2 Targetes Wi-Fi.......................................................................................361.2.4.2.1 Factors importants.........................................................................36

1.2.4.2.1.1 Compliment de l'estàndard.....................................................361.2.4.2.1.2 Potència de ràdio....................................................................361.2.4.2.1.3 Sensibilitat de la targeta.........................................................361.2.4.2.1.4 Possibilitat de connexió d'antena externa..............................361.2.4.2.1.5 Modes de funcionament.........................................................36

1.2.4.2.2 Potència d'emissió i sensibilitat.....................................................371.2.4.3 Seguretat en xarxes sense fils................................................................38

1.2.4.3.1 Amenaces.......................................................................................391.2.4.3.2 Atacs contra les WLAN.................................................................411.2.4.3.3 Programari.....................................................................................431.2.4.3.4 Consells .........................................................................................44

1.2.4.4 Altres sistemes ......................................................................................451.2.4.4.1 Sistemes radioterrestres.................................................................45

2


1.2.4.4.1.1 Enllaços entre edificis............................................................471.2.4.4.1.2 Satèl·lits artificials..................................................................47

1.2.4.4.2 Infrared (IR)...................................................................................481.2.4.4.2 Bluetooth........................................................................................491.2.4.4.3 WAP..............................................................................................501.2.4.4.4 LMDS............................................................................................501.2.4.4.5 UMTS............................................................................................50

1.2.4.5 Futur?.....................................................................................................501.3 Control d’errors.....................................................................................................52

1.3.1. Bits de paritat...............................................................................................531.3.2 Comprovació de Redundància Cíclica (CRC)..............................................541.3.3 Codi de Hamming.........................................................................................551.3.4 Correcció d'errors per repetició.....................................................................571.3.5 Control de flux..............................................................................................57

1.3.5.1 ARQ Enviament - Espera......................................................................581.3.5.2 Sistema amb finestra lliscant i ARQ davant – darrere - N....................591.3.5.3 Sistema amb finestra lliscant i ARQ Refús selectiu..............................59

1.4 Xarxes d'àrea local ...............................................................................................601.4.1 Topologies.....................................................................................................62

1.4.1.1 Topologia en estrella.............................................................................621.4.1.2 Topologia en bus...................................................................................631.4.1.3 Topologia en anell.................................................................................641.4.1.5 Topologia punt a multipunt ..................................................................651.4.1.6 Topologia punt a punt............................................................................651.4.1.7 Altres topologies de xarxa.....................................................................651.4.1.8 Topologia real........................................................................................66

1.4.2 Components físics LAN................................................................................671.4.2.1 Servidors................................................................................................671.4.2.2 Estacions de treball................................................................................681.4.2.3 Plaques d'interfície de xarxa..................................................................681.4.2.4 Cablejat..................................................................................................701.4.2.5 Repetidors..............................................................................................711.4.2.6 HUBS....................................................................................................711.4.2.7 Bridges o ponts......................................................................................731.4.2.8 Switchs o commutadors.........................................................................74

1.4.2.8.1 VLAN........................................................................................751.4.2.9 Routers...................................................................................................761.4.2.10 Gateways.............................................................................................781.4.2.11 Mòdems...............................................................................................79

1.4.2.11.1Connexió del mòdem....................................................................801.4.2.11.2 Tipus de mòdems.........................................................................831.4.2.11.3 Velocitats dels mòdems...............................................................851.4.2.11.4 Compressió de dades...................................................................871.4.2.11.5 Control de flux.............................................................................871.4.2.11.6 Control d'errors............................................................................881.4.2.11.7 Modulació....................................................................................881.4.2.11.8 Normes de comunicacions...........................................................921.4.2.11.9 Comandes Hayes.........................................................................931.4.2.11.10 Cable-Mòdem............................................................................941.4.2.11.10 Mòdems RDSI...........................................................................96

1.4.2.12 Adaptadors per clients sense fils.........................................................971.4.2.13 Punts d'accés........................................................................................97

3


1.4.2.13.1 Funcionament d'un punt d'accés..................................................981.4.2.14 Ponts sense fils....................................................................................981.4.2.15 Antenes................................................................................................991.4.2.16 Amplificadors....................................................................................1011.4.2.17 Lighting Arrestor (parallamps)..........................................................1011.4.2.18 Altres.................................................................................................102

1.4.3 Components de programari de la xarxa......................................................1031.4.3.1 Sistema operatiu de xarxa....................................................................1031.4.3.2 Protocol de xarxa.................................................................................1031.4.3.3 Accés als serveis de la xarxa...............................................................1031.4.3.4 Organització de la xarxa......................................................................105

1.5 Les xarxes de comunicacions d'àrea estesa.........................................................1061.5.1 Xarxes de comunicacions............................................................................106

1.5.1.1 La xarxa telegràfica.............................................................................1061.5.1.2 La xarxa telefònica..............................................................................1071.5.1.3 Altres...................................................................................................108

1.5.2 Tecnologies de transmissió.........................................................................1091.5.2.1 Tecnologies LAN................................................................................109

1.5.2.1.1 Ethernet........................................................................................1091.5.2.1.2 Token Bus o Pas de Testimoni....................................................1131.5.2.1.3 Token Ring..................................................................................1141.5.2.1.4 802.11abg.....................................................................................116

1.5.2.1.4.1 Instal·lació............................................................................1191.5.2.1.4.2 Comprovar cobertura...........................................................1211.5.2.1.4.3 Associació............................................................................122

1.5.2.1.5 Altres............................................................................................1251.5.2.2 Xarxes Locals Virtuals (VLAN).........................................................1261.5.2.3 Tecnologies WAN...............................................................................127

1.5.2.2.1 RDSI (Xarxa Digital de Serveis Integrats)..................................1271.5.2.2.2 X-25.............................................................................................1271.5.2.2.3 FDDI............................................................................................1281.5.2.2.4 ATM............................................................................................128

1.6 Multiplexació......................................................................................................1301.6.1 Multiplexació per divisió de freqüències ...................................................1301.6.2 Multiplexació per divisió de temps ............................................................1311.6.3 Multiplexació estadística per divisió de temps ..........................................131

APENDIX A: ADSL.................................................................................................134A.1 ADSL de Telefonica......................................................................................134A.2 Altres tecnologies..........................................................................................142

A.2.1 ADSL2...................................................................................................142A.2.2 ADSL2+................................................................................................142A.2.3 Altres.....................................................................................................143

APENDIX B: El protocol PPP..................................................................................144

4


1.1 Introducció

L’ordinador més ràpid de l’any 1970 era el CDC 6600 i era capaç d’executar una sola instrucció cada 100 nseg.

El 1990, vint anys més tard, els ordinadors més potents, els CRAY, podien executar una instrucció cada 1 nseg.

Amb això podem calcular fàcilment que cada 10 anys els ordinadors multipliquen la seva velocitat per 10.

En el mateix temps, les xarxes dels anys 1970 eren capaces de transmetre a 56 Kbps i el 1990 ja es podia transmetre a 1 Gbps. Això és un increment molt superior.

De la mateixa manera els errors que es produeixen en les xarxes han passat de 10-5

errors per bit a pràcticament 0.

Les comunicacions bàsiques es poden resumir amb el següent esquema:

Exemples:

Ordinador Mòdem Línia telefònica Mòdem OrdinadorAuricular Telèfon Línia telefònica Telèfon Altaveu

PC Targeta de xarxa Cable de xarxa Targeta de xarxa PC

● La transmissió és un procés pel qual es transporten senyals d’un lloc a un altre. Les senyals poden ser de diversa natura, electromagnètiques, acústiques, etc..

● No sempre és fàcil distingir qui és l'emissor i qui el receptor en comunicacions• Utilització del sistema de transmissió

o S’ha de fer que l’ús dels recursos sigui eficaç, normalment no tindrem tot el medi de transmissió per nosaltres sols.

o No totes les senyals són adequades per qualsevol canal, hi ha senyals millors per cada canal.

• Generació de la senyal o Com ho fem per transmetre o La senyal que transmetem ha de poder ser interpretada pel receptor per

tant s'hi ha d'adaptar d'alguna forma.

5


• Sincronització o Per poder transmetre les dades s’ha de cooperar amb el receptor. No

podem posar-nos a enviar dades sense que el receptor ho sàpiga perquè no les rebria

o S’ha de coneixer el canal pel qual arribaran les dades ( si és de dos sentits, d’un ...)

o Hi ha d’haver algun mecanisme de detecció d’errorso El receptor ha de saber com seran els missatges per poder-los interpretaro Quants missatges enviarem i quant de temps duraran.

• Detecció d’errors o Hem d’estar segurs que en la transmissió no es modificaran les dadeso S’ha d’evitar saturar el receptor ( no podem enviar dades més ràpidament

del que el receptor pot absorbir. (control de fluxe)o Direccionament (hem d’assegurar-nos que el missatge el rep el

destinatari i només ell)o Encaminament (Escollir per quin camí enviem les dades de tots els

possibles)• Format dels missatges

o Hem d’estar segurs que el format de fitxers és el mateix en els dos ordinadors i si no ho és algú ha de fer el canvi.

o Saber quina forma de recuperar errors hi ha• Seguretat

o Només ha de rebre les dades el destinatari.• Ample de banda

o Quantitat d’informació que es pot transportar• Atenuació

o Pèrdua de potència entre la sortida i la entrada.• Dispersió

o Deformació que sofreixen els impulsos al llarg del seu camí que fa que normalment s’eixamplin. I això limita la freqüència a la que podem emetre els impulsos.

1.1.1 Dispositius usats en transmissions:

Aquesta és una llista de dispositius genèrics que es poden fer servir en una transmissió, cal tenir en compte que normalment els aparells que farem servir estaran formats per un o més dispositius d'aquest tipus

• Transductors: Dispositius encarregats de transformar la natura de la senyal. (convertir senyal elèctrica en llum, ...)

• Moduladors: S’encarreguen de convertir les senyals elèctriques digitals en senyals elèctriques analògiques i viceversa.

• Còdificadors: S’encarrega de codificar adequadament les senyals elèctriques digitals acomodant-les a la forma requerida pel canal.

• Amplificadors: S'encarreguen de restaurar el senyal analògic tornant-lo a la seva amplitut original. Això palia l'atenuació que hi havia.

• Repetidors: Tenen com a missió restaurar els senyals digitals. No amplifiquen la senyal, sinó que la tornen a generar.

• Distribuidors i concentradors: Aquests dispositius s'encarreguen de repartir o agrupar els senyals elèctrics entre diversos emisors i receptors.

6


• Commutadors: Són dispositius encarregats d'establir un canal de comunicació apropiat. (Ex. Centraletes)

• Antenes: Són dispositius que permeten que un senyal elèctric es propagui per un canal inalàmbric i a la inversa.

1.1.2 Característiques de les transmissions informàtiques:

• No hi ha diferències entre les comunicacions i el procés de les dades ( per un ordinador el manegament dels bits ha de ser el mateix)

• No hi ha diferències pel que fa al tipus de dades que transmetem ( és el mateix veu, imatge, que fitxers de dades ... )

• Les diferències entre els ordinadors i les xarxes són cada vegada més petites, de manera que quasi no es pot pensar en un ordinador que no estigui connectat amb d’altres d’una forma a una altra.Això fa que les fronteres entre LAN/WAN i monoprocessador / multiprocessador siguin cada vegada més difuses.

● Administrador de la xarxa: La complicació de les xarxes actuals fa que calgui un GESTOR DE XARXA que tindrà com a funcions bàsiques:

• Configurar el sistema• Monitoritzar l’estat de la xarxa• Reaccionar davant fallades i sobrecàrregues• Planificar futurs creixements

1.1.3 Tipus de transmissions

• Enllaç directe: L’emissor i el receptor estan connectats directament (entre ells només hi ha repetidors o amplificadors de senyal)

• Punt a punt: Connexió directa entre dos ordinadors amb exclusivitat del medi.• Multipunt : Connexió compartida entre diversos ordinadors.

1.1.4 Classificació de Xarxes

LAN (Local Area Network)Característiques bàsiques:

• El canal està compartit entre les estacions• Optimitzades per una zona geogràfica petita• Tenen alta velocitat

MAN (Metropolitan Area Networks)• Ocupen diversos blocs d’edificis• Són pràcticament iguals que les LAN i per això sovint es tendeix a

considerar-les LAN (jo ho faig)

WAN (Wide Area Networks)• Ocupen una zona geogràfica extensa• Sovint han d’atravessar rutes d’accés públic (Internet, línea telefònica)

que per tant no depenen de nosaltres

7


1.1.5 Protocols

Pel que fa al programari de xarxa tenim els protocols

Perquè dues entitats puguin comunicar-se cal que “parlin” el mateix llenguatge (això és el que s’anomena protocol)

Un protocol típicament s’encarrega de:

1. Activar o identificar el camí cap al receptor2. Assegurar-se que el destí està preparat per rebre les dades3. Assegurar-se que el programa destí, perquè no comuniquem amb un ordinador

sinó amb un programa, està preparat4. Si el format de fitxers és diferent en els dos ordinadors, decideix qui és el que fa

la conversió.

Generalment els protocols es divideixen en capes per facilitar la seva portabilitat entre sistemes diferents i així garantir una certa independència del sistema.

El més senzill, i només teòric, és el protocol de 3 nivells. Podem fer un simulacre amb el que seria un traductor entre idiomes (Anglès-Català), enmig fem servir el francès

I like rabits CAPA D’APLICACIÓ M’agraden els conills

L:FrancèsJ’aime les lapins

CAPA DE TRANSPORT L: FrancèsJ’aime les lapins

Destí: PEPL: FrancèsJ’aime les lapins

CAPA D’ACCÉS A LA XARXA

Destí: PEPL: FrancèsJ’aime les lapins

En aquest exemple, amb llenguatge natural, veiem què és el que faria cada un dels nivells per tal de garantir la independència dels nivells.

CAPA D’ACCÉS A LA XARXA: Depèn del Hardware, al fer –la per separat, per transportar el protocol a uns altres dispositius no s’han de refer les capes superiors

CAPA DE TRANSPORT: S’ha d’assegurar que les dades arribin al destí, de forma segura i amb el mateix ordre en que s’han enviat. Conté la lògica necessaria per permetre varies aplicacions i per tant envia les dades al programa adequant per mitjà de SAP (service acces points)

Cada entitat tindrà una adreça única.

CAPA D’APLICACIÓ: Es dissenya un mòdul per cada tipus d’aplicació.

1.1.6 Estàndards

Els protocols que són implementats en sistemes de comunicacions que tenen molta implantació es solen convertir en estàndards, degut a que la comunicació és un factor

8


fonamental en numerosos sistemes, i per assegurar la comunicació entre sistemes cal fer que tots tinguin el mateix disseny i funcionament.

Existeixen diferents consorcis empresarials que tenen com a objectiu proposar recomanacions d'estàndards que s'han de respectar per assegurar la interoperabilitat dels diferents equips: IEEE ( estàndards físics), WWW (estàndards http), ISO, etc ...

IEC International Electrotechnical Commission

IEEE Institute of Electrical and Electronical Engineers

IETF Internet Engineering Task Force

ISO Organizació Internacional per la Estandarizació

ITU Unió Internacional de Telecomunicacions (engloba CCITT i CCIR)

ASME American Society of Mechanical Engineers

CENELEC Comité Europeu de Normalització Electrotècnica.

WWW World Wide Web Consortium

AENOR Asociación Española de Normalización y Certificación

9


1.2 Medi de transmissió.

El medi de trasnmissió és el suport físic que facilita el transport de la informació. És una part fonamental en la comunicació de dades. La qualitat de la transmissió dependrà de les seves característiques

El transport pot ser mecànic, elèctric, òptic, electromagnètic, etc ... El mitjà de transmissió ha de ser l’adequat a la transmissió de la senyal física per poder transmetre la connexió i la comunicació entre dos dispositius.

Cada medi de transmissió té avantatges i inconvenients. Hi ha una sèrie de factors que han de tenir-se en compte a l’hora d’escollir un medi de transmissió:

• Tipus d’instal.lació en la que és més adequat.• Topologia que suporta.• Fiabilitat i vulnerabilitat• Influència de les interferències• Economia i facilitat de instal.lació• Seguretat. Facilitat per intervenir el medi.

En canal pel qual emetem les dades ens limita la transmissió en diversos aspectes:

• Ample de banda• Atenuació: El senyal es va perdent a mesura que avança per un medi• Interferències: Hi ha diverses coses que fan que la senyal es degradi: fressa

tèrmica, sorolls, inferència elèctrica ... • Quantitat de receptors: La quantitat de receptors fa que la senyal arribi més

dèbil que no pas amb pocs receptors.• Capacitat del canal: Velocitat a la que podem transmetre les dades.

Distingim els mitjans de transmissió en:

• Guiats: Parell trenat, cable coaxial, fibra òptica...• No guiats: Ones electromagnètiques, ones de ràdio microones, infrarrojos...

1.2.1 Aspectes físics de les transmissions

La senyal no és més que la manifestació d’una magnitut física. En el cas de les senyals utilitzades en telecomunicacions, aquesta senyal té una característica: Es pot propagar a través de diferents mitjans o canals.

De manera que podem definir l’ample de banda d’un canal com la diferència entre les freqüències màxima i mínima que és capaç de transmetre. El canal transmetrà totes aquelles senyals que estiguin dins l’espectre de l’ample de banda del canal.

Si una part del espectre de la senyal cau fora del ample de banda, la transmissió serà impossible o no serà de fidelitat. Es diu que la senyal ha estat filtrada pel canal.

10


L’ample de banda és un concepte molt útil, però té les seves limitacions. No importa com ho fem per enviar les dades, l’ample de banda sempre és limitat. (això és conseqüència de les lleis de la física)

Hi ha un altre concepte important: el rendiment. El rendiment es refereix a l’ample de banda real, calculat en un temps determinat (per exemple mentre descarreguem un arxiu). Per diversos motius l’ample de banda real, normalment sempre és inferior a l’ample de banda teòric.

Coses que influeixen en l’ample de banda real són:

• Dispositius de xarxa• Tipus de dades que es transfereixen• Topologia de la xarxa• Quantitat d’usuaris• Ordinadors de l’usuari i del servidor• Talls en l’alimentació elèctrica per factors climàtics o pel subministre.

L’ample de banda és finit

Les línies de telèfon estan especialment dissenyades per el transport de missatges de veu. El so de la veu humana conté aproximadament unes freqüències entre els 100 Hz i els 10.000 Hz. En telefonia se li assigna la banda entre 0 i 4 kHz. Això retalla l’ample de banda i per això tenim la sensació de que el telèfon modifica la veu.

Al dissenyar una xarxa, és important tenir en compte l’ample de banda teòric. La xarxa no serà més ràpida del que permeten els mitjans. Al treballar amb xarxes reals, s’ha de mesurar el rendiment i valorar si és l’adequat pel que volem fer.

Contaminacions i deformació de la senyal: Hi ha una sèrie de factors que intervenen en el procés de transmissió de senyals i que les deformen o alteren. Aquestes deformacions poden portar a pèrdues d’informació i a que els missatges no arribin al destí amb integritat.

Alguns d’aquests factors es poden evitar, però no tots es poden evitar fàcilment i per això s’han inventat diferents tècniques que palien aquests efectes negatius. ( en audio el sistema Dolby es fa servir per millorar la relació senyal / fressa )

Els efectes negatius més corrents poden ser:

• Atenuació: Efecte produit pel debilitament de la senyal, degut a la resistència elèctrica que presenten tan el canal com els altres elements que intervenen en la transmissió. Això provoca un descens de l’amplitut de la senyal transmesa. Es pot donar el cas que es perdi el missatge perquè no pugi ser captat.

• Distorsió: Deformació de la senyal produida normalment perquè el canal es comporta de forma diferent a cada freqüència. És el resultat de la falta de linealitat.

• Interferència: La interferència és una adició d’una senyal coneguda i no desitjada a la senyal que es transmet. ( superposició de senyals )

• Soroll : Suma de multiples interferències, possiblement d’origen desconegut i aleatories.

11


1.2.2 Tipus de transmissions.

Hi ha dos tipus de dades que volem transmetre (en realitat si fóssim estrictes només en tenim un les analògiques, però ... )

• Dades Digitals• Dades Analògiques

Els senyals que nosaltres generem també és d’aquests dos tipus:

• Senyal digital: Seqüència de pulsos de tensió discrets i discontinus. Les dades es transporten codificant cada bit en un element de senyal

• Senyal analògica: Senyal contínua de freqüència constant anomenada portadora

Perquè dos terminals puguin establir una comunicació eficient a través d'un mitjà de transmissió és necessari que hi hagi cooperació entre els dos elements. (cal que els dos costats sàpiguen com actuar i quan).

Hi ha un factor que és molt important de la comunicació de dispositius que ha de ser molt clar: la temporització dels bits, és a dir, quin valor té el bit, la durada de cada un dels bits, i la separació entre cada un dels bits.

Hi ha una interfície que es defineix com un tipus de dispositiu que es fa servir per connectar equips els uns amb els altres. Els equips de transmissió es connecten entre ells fent servir interfícies normalitzades ( que segueixen alguna especificació).

Quan es rep el flux de bits per decidir quina informació s'està rebent, el receptor ha de identificar quan arriben bits i decidir a quin valor es correspon cada un d'ells. Per tant la sincronització entre emissor i receptor ha de ser molt acurada.

La sincronització no és fàcil i cal que el receptor sigui capaç d'identificar en quin moment comença el bit i quant dura. Cal tenir en compte que l'efecte de l'error és acumulatiu, fallar en el primer bit implicarà que tota la resta falli.

Estan generalitzades dues tècniques de control de temporització:

• Transmissió Asíncrona• Transmissió Síncrona

12


Tipus de sincronisme

Tenir un sincronisme perfecte és fonamental en els processos de comunicacions, i per tant cal tenir ben dissenyat un sistema que corregeixi les faltes de sincronia. Podem veure tres tipus de sincronia bàsics:

– Sincronisme de bit: És el que s'encarrega de determinar el moment precís en que comença o acaba la transmissió d'un bit.Això es sol aconseguir arrancant el rellotge en el precís moment en que li arriba el bit d'inici de cada caràcter. Si la base dels rellotges dels dos costats és aproximadament la mateixa, cada bit quedarà determinat per la seva durada temporal.Aquesta dependència ens obliga moltes vegades a negociar la velocitat a la que transmetrem abans de començar.En transmissions síncrones s'envia el senyal de rellotge per la línia amb les dades i així el receptor pot determinar la durada dels bits.

– Sincronisme de caràcter: És el que s'encarrega de determinar quan comença i quan acaba un caràcter. (podríem dir que determina les fronteres dels caràcters)Aquesta sincronia la determinen els bits d'inici i aturada o els caràcters delimitadors.

– Sincronisme de bloc: És un procés de sincronisme avançat i per fer-lo es defineixen caràcters que ens marquen una mena d'ordre i que ens serveixen per detectar si falta alguna cosa.

1.2.2.1 Transmissió asíncrona / síncrona

1.2.2.1.1 Asíncrona

Les dades es transmeten caràcter a caràcter (normalment entre 5 i 8 bits).Quan no s’emet res, la línia sol estar en estat de repòs, normalment en “1” binari.

Cada caràcter abans d’enviar-lo s’inicia amb un bit d’inici, després el caràcter i per acabar un bit d’aturada (normalment un zero que es fa durar 1’5 o 2 vegades el que dura un bit)

Bit Inici Caràcter (entre 5 i 8 bits) Bit d’aturada

La informació de sincronització forma part de cada caràcter. El bit d'inici normalment tindrà un valor invers al de l'estat de repòs de la línia. La duració de cada bit es sol comparar amb la durada del bit d’inici per evitar haver de sincronitzar els rellotges.

A vegades s’hi inclou el bit de paritat. El bit de paritat consisteix en afegir un 1 segons vulguem paritat parell o paritat senar.

Si volem paritat senar afegim un 1 si el número d’1 que hi ha en la transmissió és parell per fer que el total d’1 sigui senarIgualment fem amb la paritat parell (afegim un 1 o un 0 en funció de quina paritat volem)

Amb aquest sistema es poden enviar els caràcters a intervals regulars amb la única condició de que transmissor i receptor emetin a la mateixa velocitat.

13


Aquest tipus de transmissió és senzilla i barata.

Exemples d'ús d'aquest sistemes solen ser els terminals "tontos"

El problema és que no optimitzem gaire l´ús de la línia.

Exemple: Emetem 100 caràcters de 8 bits.

Dades: 8 * 100 = 800 bitsCaràcters de control = (1+1’5) 2’5* 100 = 250 bitsEn total hem enviat 1050 bits, però de dades realment només 800, per tant només 800 / 1050 * 100 = 76’19 % de la informació eren dades!!!

1.2.2.1.2 Síncrona

En comptes d’enviar només caràcters, s’envien blocs de codi per optimitzar més l’ús de la línia. El paquet estàndard sol tenir una forma semblant a la següent:

Delimitador Camp Control Dades Camp

Control Delimitador

Els delimitadors són per marcar quan comença i quan acaba el paquet. Normalment són una cadena de bits que no tingui possibilitats de generarà dubtes. A vegades es repeteixen dues o tres vegades perquè encara hi hagi menys problemes de que siguin mal interpretats

En els camps de control hi podem tenir codis CRC, longitud del camp de dades, adreça, etc...

Cal que els rellotges dels dos ordinadors es sincronitzin perquè al haver-hi grans quantitats de dades és fàcil que un dels dos perdi el control

És molt més eficient per camps de dades que siguin una mica grans. Amb quantitats de dades a transmetre petites és molt millor fer servir un sistema asíncron.

ExempleHDLC

8 bits 16 bits 1000 bits 16 bits 8 bits

Emetem 1048 bits i 1000 són de dades, o sigui 1000 / 1048 * 100 = 95’42 %

1.2.2.2 Transmissió sèrie / paral·lel

Transmissió en sèrie: Els bits de dades es transmeten pel canal de 1 en 1 (un rera l’altre). Aquesta és la transmissió típica dels ports COM dels PC.

Es considera que aquest tipus de transmissió és més adequada per transmissions a llargues distàncies. Els bits es transmeten en cadena per la línea de dades a una velocitat constant negociada per l'emisor i el receptor.

Exemples són la connexió d'un ratolí al port sèrie. Mòdem a la línea telefònica i mòdem a PC

14


Transmissió en paral.lel: Els bits de dades es transmeten per diferents canals alhora de manera que en rebem més d’un cada vegada.

En principi això fa que aquest tipus de transmissió sigui més eficient que el sèrie. N vegades més eficient (si entenem N com el número de línies). Però la realitat ens diu que la complexitat del canal paral.lel i adaptaments elèctrics fan que sigui difícil fer servir aquest sistema per transmetre a llargues distàncies.

En un PC, la connexió a la impressora es solia fer així.

1.2.2.3 Simplex / Semi-Duplex / Full-Duplex

● Simplex: Les dades només poden anar en una direcció

● Semi-Duplex: Les dades poden anar en els dos camins, però no alhora. Només pot transmetre una de les estacions (semblant als Walkmans)

● Full Duplex: Les dades poden anar en els dos camins alhora

1.2.2.4 Transmissió en banda ampla i banda base

A vegades la transmissió a través de línies de comunicacions exigeixen una modulació perquè es produeixi l'adequació entre les línies i els equips.

Si la transmissió es fa sense fer cap procés de modulació, es diu que la transmissió opera en banda base.

Si cal fer una modulació, es diu que s'opera en banda ampla. En general banda ampla fa referència a l'enviament simultani de diferents peces d'informació per poder incrementar la velocitat efectiva. En enginyeria es fa servir per indicar que diferents senyals comparteixen el medi.

Encara que les transmissions per mòdem tècnicament es poden veure com connexions de banda ampla en realitat quan l'ample de banda és molt petit es sol anomenar banda estreta.

La connexió més típica de banda estreta és la connexió per mòdem. Un mòdem adapta el senyal que li arriba de l'ordinador perquè pugui passar a través de la línia telefònica i a l'inrevés.

15


1.2.3 Transmissió per cable

1.2.3.1 Parell Trenat

Són dos cables de coure aïllats i entrecreuats en forma d’espiral en una funda aïllant. El trenat dels cables manté inalterades les propietats elèctriques durant tota la longitud del cable (s’han d’entrecreuar per evitar l’efecte d’antena)

• Cada parell de cables és només un sol enllaç de comunicacions• Calen amplificadors cada certa distància (a més velocitat, menys distància)

CARACTERÍSTIQUES

• Sensible a les interferències elèctriques i al sorollAixò és pot millorar apantallant la trena (a més de l’aillament de cada cable s´hi afegeix un aïllament de la trena.

• És molt barat• És el més utilitzat actualment• L’amplada del cable determina quin ample de banda tindrem• No és necessari que es transmeti senyal de terra perquè fa servir un dels dos fils

per fer-ho.• En principi és utilitzat en topologies d’estrella, tot i que també es pot instal.lar

en bus.

1.2.3.1.1Tipus de cables

Bàsicament distingim dos tipus de cables de parell trenat:

• Sense apantallar (UTP Unshieled Twisted Pair)És un cable de parells trenats i sense recobriment metàl.lic extern, de manera que és sensible a les interferències; a pesar d’això com que està trenat, compensa les induccions electromagnètiques produides per les línies del mateix cable.La impedancia característica de un cable UTP és de 100 ohms.

• Apantallats (STP Shieled Twisted Pair)És un cable semblant al UTP, però se li afegeix un recobriment metàl.lic per evitar les interferències externes. Per tant és un cable més protegit.La impedància característica d’un cable STP és de 150 ohms.

Els cables de parell trenat tenen aplicació en molts camps. L’ús del cable de quatre parells s’ha convertit en la forma de cablejat habitual en moltes empreses com conductor per la transmissió telefònica de veu, transport de dades, etc ...La RDSI fa servir aquest mètode de transmissió.

16


1.2.3.1.2 Categories i classes

En els cables de parells s’hi distingeixen dues classificacions:

1. Classificació per categories:

Cada categoria especifica unes característiques elèctriques pel cable: atenuació, capacitat de la línea i impedància. Actualment es fan servir els cables de categories 3 i 5 que suporten freqüències de 10 i 100 MHz respectivament.També es fa servir una categoria que s’anomena 5E, que millora una mica les capacitats de la categoria 5.Les categories 6 i 7 estan en estudi i suporten unes freqüències de 250 i 600 MHz.

CAT 1 Només es fan servir per transmetre so

CAT 2Velocitats de fins a 4 Mbps. 4 parells de fils

CAT 3 Velocitats de fins a 10 Mbps (Mínim per xarxes Ethernet)

CAT 4Velocitats de fins a 16 Mbps (Mínim per xarxes Token Ring)

CAT 5 Velocitats de fins a 100 Mbps. Aquesta categoria es coneix també com a fast ethernet

CAT 5EEs tracta d’una revisió de la categoria 5. Es milloren els cables per poder arribar a transmissions de Gigabit Ethernet.

CAT 6 Suporta freqüències de fins a 250 MHz en classe E. Bàsicament per funcionar amb Gigabit Ethernet

CAT 7Pot arribar a 600 MHz en classe F, amb l'objectiu de millorar els efectes de diafonia

2. Classificació per classes

Cada classe especifica les distancies permeses, l’ample de banda aconseguit i les aplicacions per les que és útil en funció d’aquestes categories.

Les classes s’especifiquen amb lletres: A, B, C, D ..

CLASSES Classe A Classe B Classe C Classe DAmple de banda 100 kHz 1 MHz 20 MHz 100 MHzCategoria 3 2 km 500 m 100 m NoCategoria 4 3 km 600 m 150 m NoCategoria 5 3 km 700 m 160 m 100 m

17


1.2.3.1.3 Cables de parell trenat

Els connectors que es fan servir per aquests tipus de cables solen ser els RJ-45 i segons l'estàndard TIA/EIA-568-B hi ha dues formes de fer correspondre cada un dels cables segons el seu color amb cada un dels pins del connector RJ45: T568A i T568B

O sigui de forma més detallada podem dir que el que estem fent és fer servir els pins 1 i 2 per transmetre i els 3 i 6 per rebre a pesar de que els dos estàndards facin servir colors diferents.

La primera cosa amb la que ens hem de fixar a l'hora de fer un cable és on està el primer pin!. Perquè aquest pin es el que determina quin color ha de tenir el primer cable que hem de posar i és bastant corrent al fer els primers cables equivocar-se en un dels dos extrems.

18


El cablejat de cada costat en els dos estàndards serà com segueix:

19


1.2.3.1.4 Cables creuats

En la majoria dels casos ens limitarem a posar la correspondència de colors igual en cada un dels costats. Però en els casos en que necessitem fer un cable creuat hem de fer el següent:

20


1.2.3.1.5 Cables creuats Gigabit Ethernet

Però els nous sistemes de cablejat ens porten canvis. Gigabit Ethernet fa servir els quatre parells i no només dos com en el cablejat anterior. En un cable normal no notarem cap diferència perquè simplement els hem de posar iguals en els dos costats, però com que es fan servir tots els cables per transmetre per poder fer un cable creuat de Gigabit Ethernet hem de creuar tots els parells:

21


PRÀCTICA DE MUNTAT D’UN CABLE CREUAT.

• Connexió de dos ordinadors directament Cable creuat.El cable creuat és útil per connectar:- dos ordinadors en xarxa sense passar pel Hub, és a dir, fer una xarxa de dues màquines.- dos Hubs entre sí, si els Hubs no disposen de cap porta creuada lliure. [Cal recordar que la connexió resultant entre Hubs ha de resultar creuada així doncs es pot utilitzar un cable normal i endollant en un extrem en una porta creuada (notades normalment com 8x, 16x, Uplink) i a l'altra en una porta normal (notades normalment amb números) o utilitzar un cable creuat i connectar els dos extrems a portes normals del Hubs.]

Connexió entre ordinador i Hub Cable directe.

22


1.2.3.2 Cable coaxial

El cable coaxial consisteix en un fil sòlid de coure central rodejat d’una capa externa de coure entrellaçat o d’una capa metàl·lica (normalment alumini). La trena i el conductor central tenen el mateix eix, i d’aquí ve el nom de coaxial. Un aïllament de plàstic flexible separa els dos conductors i una d’aïllant separa el darrer conductor de l’exterior.El conductor extern apantalla al conductor intern de les senyals elèctriques de l’exterior i redueix la radiació de les senyals interiors.

Amb el cable coaxial es fan servir connectors BNC i en xarxes en bus i en anell

S’utilitza:

• Telefonia a llarga distància• Connexió de perifèrics• LAN• Senyals de TV

Pot anar durant 1 Km a 1 o 2 Gbps fàcilment.

Existeixen múltiples tipus de cable coaxial, cada un amb un diàmetre i impedància diferents. El cable coaxial es fa servir en xarxes de banda ampla i banda base.

• No sol tenir gaires problemes d'interferències externes

• Altres velocitats en llargues distàncies.

En xarxes d'àrea local es fan servir dos tipus de cable coaxial: prim i gruixut.

Abans de fer-se servir la fibra òptica, el cable coaxial era el més usat en comunicacions analògiques (telefonia).

1 . RG58, de 50 Ohms Per transmissions digitals. 2 . RG8 i RG11, De 75 Ohms Per transmissions analògiques (Broadband)

Podem arribar a amples de banda compresos entre 300 Hz a 3000 MHz, depenent del cable que fem servir.

23


1.2.3.3 Fibra òptica

Consisteix en una fibra central de vidre recoberta amb un revestiment i tot això amb una coberta aïllant.

La transmissió de la informació es fa a través de rajos de llum a través de reflexió. Aquesta llum bàsicament es genera des de bàsicament dos punts:

• Fonst làser• Diodes LED

Característiques:

• Molt baixa atenuació (la senyal es perd poc, la majoria de les pèrdues són en els connectors, entre un 10% i un 20%)

• Excel.lent inmunitat al soroll electromecànic• Es necessita baixa potència per transmetre els senyals• Poden instal.lar-se en medis ostils, es deterioren menys que els anteriors.• Pesen molt poc i poden ser molt petits.• Són difícils de punxar que els cables elèctrics. (els empalmes són difícils de fer

perquè com que les fibres són molt primes és difícil fer-les encaixar )• Els repetidors poden estar molt separats• Fàcilment podem obtenir velocitats més grans de 2 Gbps durant desenes de Km.• Els desavantatges són bàsicament el cost (els trasnmissors són més cars, els

empalmes són més complicats)• No s'hi pot transmetre potència elèctrica per alimentar altres dispositius

Podem classificar la fibra òptica en multimode o monomode (segons el número de modes que admet -- solucions de les Equacions de Maxwell).

• Fibra multimode. Permet que existeixin múltiples modes guiats. El diàmetre del nucli sol ser de 50 o 62.5 micres. El número de modes depèn de la serva apertura numèrica. Com més ample és més fàcil de connectar, però perd ample de banda per la dispersió intermodal.La dispersió intermodal (un fenomen que es produeix perquè la llum viatja per la fibra òptica segons el mode i cada mode va a diferents velocitats i per tant arriben en un moment diferent).

24


És l'adequada per distancies curtes com xarxes d'àrea local o sistemes de vídeo

Hi ha dos tipus de fibra òptica multimode: de salt d'índex i de índex gradual. (en la de índex gradual permet que els modes es propaguin a diferent velocitat de forma que els que van més lluny van més de pressa i això permet reduir la dispersió.

Fibra multimode de salt d'índex

Fibra multimode d'índex gradual

• Fibra monomode. Només admet un mode guiat. En aquest cas el diàmetre del nucli és molt més petit, unes 9 micres. Existeixen diversos tipus de fibres monomode:

• SMF (Standard Single Mode Fiber) • DSF (Dispersion-Shifted Fiber) • NZ-DSF (Non-Zero Dispersion-Shifted Fiber)

Es fa servir sobretot en transmissions a llargues distàncies.Com que és tant prima és difícil de fer-hi connexions.

També podríem classificar aquest tipus de cables en fibra passiva i activa. La fibra activa està composada per ions de erbi o praseodimi i permet l'amplificació òptica de la senyal.

El sistema de transmissió està format per tres components: o Un emisor de llum (generalment un díode o un làser semiconductor)o Canal de transmissióo Detector de llum

25


1.2.3.4 Comprovació de cablejat

Més del 50 % dels erros de les xarxes són un problema de cables, per això es considera molt important el fet de verificar les instal.lacions de cablejat per assegurar-se de que poden rendir optimament..

• Les proves poden identificar un gran ventall de possibles problemes en cables com: connectors vells que no van del tot bé, poca qualitat de transmissió, etc..

• Ens dóna la seguretat de poder fer créixer la xarxa amb la confiança de que tot anirá bé.

• Permet identificar fonts d’errors abans de que es produeixin

Bàsicament tenim dues classes de tests de xarxa:

1. Test de verificacióComprovacions bàsiques que ens permeten que els cables i els connectors funcionen.Aquest test conté:

• comprovació de connexió de fils • càlcul de llargada dels fils.

Bàsicament ens assegura que la instal.lació està ben feta.2. Test de certificació

Garanteix que un cable i els connectors compleix els estàndards de rendiment com el CAT 5eEls testos que s’han de fer són:

• Comprovació de connexió de fils• Càlcul de llargada• Test d’atenuació• Near-end Crosstalk (NEXT)• Far-end Crosstalk (ELFEXT)• Pèrdua en el retorn• Powersum• Atenuació a Crosstalk Ratio (ACR)• Propagació Retard/Skew

* La certificació porta uns requeriments de documentació que són cars* També ens calen unes màquines que són molt més cares que les eines de verificació* Per poder fer la certificació cal conèixer bastant bé les característiques de la xarxa

Un cop s’ha de fer la comprovació s’ha de conèixer què és el que s’ha de comprovar. Normalment la instal.lació del cablejat de la xarxa es fa després de la instal.lació de la xarxa elèctrica d’un edifici.

El test més detallat s’ha després de la la primera fase, però en aquesta fase es pot descobrir alguns problemes abans de que es produeixin.

26


1. Test abans de cablejar

Fer comprovacions bàsiques dels cables estalviarà problemes posteriorment. Els problemes que es trobaran en aquesta fase, són fàcilment solucionables en aquest moment, però seran de difícil solució més endavant.

Generalment el cablejat de xarxa es fa posteriorment al cablejat electric. S’ha d’evitar que facin passar els cables de xarxa pel mateix lloc en que passen els cables elèctrics.

En aquesta fase es fa típicament:a. Fer una inspecció visual de la instal.lació del cableb. Comprovar la continuitat dels cables, especialment dels terminadorsc. Comprovar que no hi hagi curtcircuits entre els conductors ni entre el

terra.

Un cop determinat que hi ha una fallada en un cable o un connector:

● Posteriorment cal reinspeccionar el cable per veure si ha estat

● Comprovar els connectors per veure si hi ha fallades, cables curts ...

● Fer servir el TDR per determinar a quina distància està l’error

2. Comprovació en temps d’instal.lació

En aquesta fase els connectors estan acabats, estan connectats a un Hub o a un ordinador en funcionament. En edificis nous, és quan les parets ja estan acabades.

Reprovar per talls o curtcircuits assegura que el cable no ha estat danyat en la construcció. Verificar que els “twists” es mantenen a ½ inch de tots els connectors.

En aquesta fase fem:a. Verificar completament la concordància dels fils del cableb. Comprovar i registrar la llargada dels filsc. Arreglar qualsevol error de cablejat

3. Comprovacions de finalització de la instal.lació

En aquesta fase ja està tot muntat i en funcionament. Es pot fer la revisió acompanyat del client

En aquesta fase fem:a. Verificar etiquetatge dels cables i comprovar que la documentació està

completa.

27

Un cop determinat que hi ha una fallada en un cable o un connector: ● Inspeccionar visualment el cable per assegurar que no hi ha

problemes. ● Fer servir el TDR per determinar a quina distància està l’error● Fer servir un toner per localitzar el punt exacte


4. Comprovació del funcionament de la xarxa

Una instal.lació sòlida de cable estructurat pot necessitar que fem un seguiment del funcionament de la xarxa i de la integració dels sistemes en ella.

Unes comprovacions bàsiques del funcionament de l’activitat de la xarxa pot fer-nos falta.

Comprovar al acabar la instal.lació et dona la seguretat de que has muntat un sistema correctament. Això et permet generar la documentació pel client.

La documentació com a mínim ha d’incloure:

• Tipus de cables que s'han fet servir• Identificadors dels circuits (tant detallada com

calgui perquè no hi hagi dubtes a l'hora de fer canvis)

• Llargada de cada un dels cables• Resultats dels tests que s'han realitzat

1.2.3.4.1 Tècniques de recerca de problemes en xarxes

1. Inspecció visual

Comprovar que el cable s’adiu amb les característiques que necessitem de la xarxa. Solen tenir impresses les característiques

Comprovar que tots els cables tenen les etiquetes col.locades correctament en els dos extrems. Tenir els cables ben etiquetats ens estalviarà temps posteriorment.

Comprovar que el cable no està doblegat, travat per una grapa o tallat per un vis ni per cap cargol

28


O bé que el cable no està cargolat ni passa per cap forat en el que també hi passi un cable de corrent elèctrica. (com a norma general els cables de dades han de passar tant lluny dels cables de corrent com sigui possible perquè poden generar interferències).

2. Comprovació de continuitat de fils i la inexistència de curtcircuits

Per fer això, podem utilitzar diverses coses, però el més senzill és fer servir testers de cablejat. (Fluke Microscanner Pro, Micromapper ... )

Aquest és un test fonamental que s’hauria de fer sempre (tot i que no es sol fer) i ens podem trobar amb diferents problemes que podem veure en el gràfic del costat:

Cables creuats (crossed): Els fils estan connectats a uns pins específics en un costat, però en l’altre estan a un altre costat.

Cables Invertits (reversed): Això passa quan els cables tenen diferent polaritat a cada costat.

Cables enrotllats (split): Quan un dels cables esta split a través de dos parells diferents.

29


3. Mesurar la llargada apropiadament

Tots els cables tenen una llargada màxima per funcionar en bones condicions, amb moltes eines la llargada es pot mesurar de forma automàtica.

1.2.3.4.2 Eines per comprovar cablejat

Eines de verificació

Polímetre o voltímetre: Per fer les comprovacions de tensió del cableTesters de cablejat : Comproven automàticament la continuitat, els curt-circuits i els camins oberts en un cable.Time-Domain-Reflectometers (TDRs): Inserten un pols en un parell de connectors i observen el retorn d’aquest pols per determinar la llargada dels fils.Toners: Injecten un to de baixa freqüència en un parell de cables. El to es pot seguir fent servir un Prover. Poden tenir una funció de continuitat per ajudar a provar si hi ha curtcircuits.Probes: Detecta tons audibles injectats per un Toner i d’aquesta forma podem detectar senyals i cables darrera una paret.Outlet identifiers: Butt sets: Permet connexió directa a una línia telefònica per comprovar que es té to de trucada

Eines de certificació

Testers de certificació de cable: Són analitzadors de cables avançats que permeten provar de forma fàcil i acurada i amb gran rendiment cables CAT5, CAT6 i de fibra òptica.Testers de connectivitat de xarxa : Permet comprovacions del funcionament de la xarxa. Combina comprovació de configuracions de cable, xarxa i PC en una eina manual.

Testers de manteniment i solució de problemes de xarxes: Permet fer el manteniment de la xarxa després d’haver instal.lat el cable. Analitzar la salut de la xarxa, descoberta de TCP/IP, monitorització de web, traceroute, ...

Hi ha diversos aparells per comprovar que els cables que haguem fet funcionen correctament. Com per exemple el Fluke 620 de la imatge del costat o el Fluke 620 cablemeter de sota.

30


1.2.4 Transmissió sense fils en Xarxes locals(WLAN)

WLAN serveix pel mateix que els LAN tradicionals però sense les limitacions dels cables. Els sistemes inalambrics s’utilitzen a vegades en xarxes locals sobretot per aquest avantatge: no calen sistemes de cablejat i això implica que les estacions es poden moure.

Tot i això també tenen algunes limitacions comparades per les cablejades: la baixa velocitat de transmissió i el problema de que les freqüències que es poden fer servir estan molt controlades per l’Administració

Els principals factors a tenir en compte a l'hora d'implantar una xarxa inalàmbrica o no han de ser:

● Alta disponibilitat● Escalabilitat● Manejabilitat● Arquitectura oberta● Seguretat● Cost

En comptes de fer servir els cables les WLAN fan servir llum infraroja (IR) o be radiofreqüència (RF). La RF és la més popular pels avantatges d'abast i ample de banda.

Distingim dos tipus de transmissió inalàmbrica:

1. Direccional : El senyal va dirigit cap al receptor (infrarrojos i microones)2. Omnidireccional : El senyal va dirigit en totes direccions (ones de ràdio)

Les xarxes inalàmbriques tenen avantatges que fan que s'estiguin implantant cada vegada més:

● Es pot connectar en qualsevol moment i lloc sense els maldecaps dels fils. Tant sols entrant dins del rang s'està automàticament connectat i per tant permeten una senzilla expansió

● Els cost d’implementació d’una xarxa sense fils són molt menors al d’una convencional. per diferents motius:

- No requereix lampisteria (rosetes, tubs, cables, canaletes, punts de xarxa...).

- El material necessari (maquinari) també és més econòmic i ofereix major flexibilitat.

● Permet canviar la distribució dels ordinadors còmodament. Molt útil de cara a futures ampliacions o trasllats d’oficines.

● La seva instal·lació és molt més ràpida que amb el sistema cablejat. Els equips només han d'entrar dins del radi d'acció i ja està.

● Com que la informació passa per un medi obert s'han de prendre mesures extres de seguretat respecte a els sistemes cablejats

● També es poden fer servir per proporcionar connectivitat entre dos punts separats una determinada distància (es poden superar els 40 km amb antenes direccionals)

31


● Generalment la elecció no sol ser cablejar/no cablejar sinó fer una combinació entre les dues de manera que s'obtenen els avantatges dels dos sistemes

El canvi de la utilització de cable a ones afegeix conceptes nous a la connectivitat de la nostra xarxa:

• SSID (Service Set Identification): ESSID (Extended Service Set Identification): Aquest identificador sol fer-se servir en les xarxes inalàmbriques creades amb infraestructura.

Es tracta d'un conjunt de serveis que agrupen totes les connexions dels clients en un sol canal.

Sol identificar de forma familiar el nom de la xarxa sense fils a qui dóna servei el punt d'accés.

• BSSID (Basic Service Set Identification): Sol identificar una xarxa creada a través d'un punt a punt.

• Canal: Un canal es una freqüència d'ús únic i exclusiu dins de la seva cobertura, pels mateixos clients.

• dBi: Decibels per obre (o per sota) del senyal ideal d'una antena.

• Mw (Miliwatt): Una mil·lèsima de Watt, és la base per mesurar els nivells d'intensitat del senyal en els circuits de telecomunicacions.

32


1.2.4.1 Estàndards sense fils

La estandardització de les xarxes ha fet molt per fomentar-ne el desenvolupament assequible i interoperable. Abans de que existissin els estàndards els sistemes sense fils funcionaven a baixes velocitats, i eren incompatibles entre si i a més cars.

La estandardització ofereix molts beneficis i no tots són per l'usuari final:● Interoperativitat● Desenvolupament més ràpid del producte● Estabilitat● Possibilitat d'actualització● Reducció de costos

Hi ha diferents tipus d'estàndards:● Públics: No ha estat aprovat per cap organisme oficial, però la gent el respecta i

per tant és un estàndard de facto.● Oficials: Ha estat publicat per una organització de normalització oficial ( com

IEEE). Són estàndards d'acord a dret.

És important vigilar quins estàndards es compleixen especialment quan es volen unir components de diferents fabricants.

1.2.4.1.1 L'estàndard WIFI

Wi-Fi o Wireless Fidelity és el nom d'un estàndard acordat per un gran número de fabricants per crear xarxes sense fils per Pcs. Sempre a l'hora de comprar maquinari per crear una xarxa sense fils hem d'assegurar-nos que té el logotip oficial del consorci Wi-Fi o el text “Wi-Fi approved” per evitar problemes.

Dins de les xarxes Wi-Fi hi ha molts estàndards diferents (802.11, 802.11a, 802.11b, 802.11g, etc.) i tot pot semblar una mica confús al principi. L'arbre genealògic dels diferents estàndards és el següent:

Les xarxes i dispositius 802.11a no són compatibles amb els 802.11b mentre que els altres si que ho són com es pot veure en l'arbre.

IEEE 802.11El grup de protocols 802.11 fan referència a especificacions WLAN. El 802.11 és un estàndard inalàmbric que especifica la connectivitat de les estacions fixes, portàtils i

33


mòbils dins d'una xarxa local. El propòsit d'aquest estàndard és proporcionar connectivitat sense fils per automatitzar maquinària i els equips que requereixen una instal·lació ràpida.

Com sempre amb els estàndards IEEE cada lletra fa referència a un camp de treball:

802.11a Connexions a 54 Mbps (23 Mbps) en la banda de 5GHz a uns 30 metres

802.11b Connexions a 11 Mbps (5Mbps) en la banda de 2'4GHz a uns 35 metres

802.11d Dominis normatius múltiples

802.11e Qualitat de servei (QoS)

802.11f Protocol d'inter-punt d'accés

802.11g Connexions a 54 Mbps (19 Mbps) en la banda de 2'4GHz a uns 35 metres

802.11h Selecció dinàmica de freqüència (DFS) i control de potència de la transmissió (TPC)

802.11i Seguretat

802.11j Canals de 5GHz japonesos

802.11k mesures

802.11m Manteniment

802.11n Connexions a 248 Mbps (74 Mbps) la banda de 5GHz i 2'4GHz (setembre 2008) a 70 metres

A pesar de la especificació de velocitat els dispositius poden establir connexions a menys velocitat segons les circumstàncies (5'5 Mbps, 2 Mbps, 1 Mbps). Poden tenir una cobertura d'entre 300 i 400 metres amb pocs obstacles. I els dispositius que els suporten són relativament barats.

El primer estandard de xarxes sense fils per Pcs que va sorgir va ser el 802.11, amb una freqüència de funcionament de 2.4 Ghz i una velocitat que anava de 1 a 2 Mbps. Evidentment aquesta velocitat es va fer insuficient ràpidament i es van anar produint diferents revisions 802.11a (de 54 a 108 Mbps) però que no es va poder generalitzar perquè a Europa la freqüència de 5GHz no es pot fer servir lliurement perquè ja està reservada per finalitats militars. Estava clarament en recessió fins que van apareixer els dispositius tribanda 802.11 a+b+g.

L'estàndard més important ha estat 802.11b i més consolidat és el que treballa en la banda de 2.4 Ghz i que és lliure a tot el món però les freqüències dónen velocitats inferiors (al voltant de 11Mbps) i avui en dia és pràcticament impossible trobar hardware que només suporti 802.11b o fins i tot del 802.11b+ (que permet arribar fins als 22 Mbps) i que va incrementar els problemes perquè molts fabricants creaven les seves propies solucions senes seguir cap estàndard i això provocà que targetes de diferents fabricants no permetessin treballar a 22Mbps i obliguen a treballar a 11 Mbps.

La necessitat d'un estàndard que funcionés a més velocitat va provocar la creació de 802.11g (54Mbps) i que manté compatibilitat amb 802.11b. Aquest és l'estàndard que

34


domina en el mercat actualment i pràcticament tot el hardware sense fils que podem trobar en una botiga suporta aquest estàndard.

Les característiques més importants de 802.11g són que:1. Treballa a la banda de freqüències de 2.4 Ghz2. És compatible enrere amb hardware antic (802.11b) i això farà que no ens calgui comprar tot el harware de nou. Podem aprofitar els equips vells.3. Funciona a 54 Mbps.

Actualment ja hi ha al mercat maquinari de la següent generació, 802.11n que fa servir emissors i receptors multiplexats (tecnologia MIMO) per arribar a velocitats de fins a 540 Mbps.

A Europa hi ha un estàndard pendent que s'anomena HIPERLAN però no està clar si es farà servir mai.

1.2.4.1.2 Wi-Max

El sistema Wi-Fi que permet la creació de xarxes de treball sense fils, serà substituït pel Wi-Max, amb grans avantatges tècnics en velocitat, abast i interoperatibilitat.

Mentre l'abast del senyal Wi-Fi està al voltant de 30 metres, el de Wi-Max pot arribar a 50 quilòmetres. A més el seu rendiment està pensat per suportar diversos usuaris connectats simultàniament i és bastant elevat.

Aquesta norma fa servir freqüències de 2 a 11 Ghz – que normalment no estan regulades en la majoria de paisos, amb potència suficient per oferir rendiments alts.

En teoria, la tecnologia Wi-Max està pensada per convertir-se en un estàndard a nivell internacional. Per això d'entrada han des ser compatibles a Estats Units i Europa. (cosa que no va passar amb el Wi-Fi)

La idea és que primer funcionin com a terminals, connectades a Internet. Cada terminal tindrà capacitat de connexió per centenars d'usuaris que funcionaran com a punts d'accés a la xarxa.

Els usuaris particulars hauran d'instal·lar antenes parabòliques similars a les que es fan servir actualment per telefonia.

Els fabricants estan ja pensant en afegir xips Wi-Max en els equips portàtils.

35


1.2.4.2 Targetes Wi-Fi

Hi ha una gran quantitat de targetes sense fils diferents en el mercat, cosa que pot fer complicada la tria d'una bona targeta sense fils.

1.2.4.2.1 Factors importants

1.2.4.2.1.1 Compliment de l'estàndard

El més important és quins estàndards compleix (sobretot el més usat avui en dia 802.11g perquè a més porta compatibilitat amb 802.11b...)

Hi ha moltes targetes multiestàndard que suporten 802.11abg i que solen fer servir el xip Atheros (http://www.atheros.com)

1.2.4.2.1.2 Potència de ràdio

A part de quins estàndards es compleixen un altre factor important és la potència de ràdio de la targeta ja que serà determinant per la cobertura que tindrem. Això determina amb quina “força” emetrà la nostra targeta i per tant que se la “escolti” en el cas en que estiguem lluny.

Com millor sigui aquest valor millor serà la targeta

1.2.4.2.1.3 Sensibilitat de la targeta

Amb quina sensibilitat escolta la nostra targeta els senyals que li arriben. Això determinarà quan ens allunyem de l'emissor com de “bé” l'escoltem.

Com millor sigui aquest valor, millor serà la targeta

1.2.4.2.1.4 Possibilitat de connexió d'antena externa

Per millorar la capacitat d'escoltar o de ser escoltat es poden fer servir antenes. Per tant la possibilitat de connectar una antena externa a la nostra targeta sense haver de fer gaires esforços és un punt molt important.

No és gaire habitual que les targetes sense fils actuals tinguin connectors per antenes externes i és un factor a tenir en compte a l'hora de comprar una targeta en un entorn no tancat.

1.2.4.2.1.5 Modes de funcionament

La majoria dels usuaris de targetes Wi-Fi simplement fan servir la targeta per connectar-se a una xarxa sense fils. Això és el que es coneix com mode gestionat (managed), infraestructura (infrastructure) o empresarial (enterprise). Quan una targeta funciona en aquest mode el que fa és associar-se a un punt d'accés que és qui gestiona el medi sense fils i per això es coneix com “gestionat” (managed)

Aquest funcionament és el més corrent però no és l'únic. També podem funcionar en mode ad-hoc que ens permetrà connectar directament contra un altre equip. Aquest mode deixa de tenir un funcionament òptim quan ens trobem una quantitat una mica gran d'equips.

36


Algunes targetes poden funcionar en mode master que vol dir que la targeta pot funcionar com si fos un punt d'accés

Un darrer mode de funcionament és el mode monitor que permet configurar la targeta de manera que analitzi tots els canals de ràdio que fan servir les targetes Wi-Fi buscant noves xarxes. Això és molt útil per descobrir xarxes sense fils en llocs nous. S'escanneja la xarxa de xarxes és passiu, o sigui no emet cap tipus de dades o sigui que és molt difícil detectar si algú té una targeta monitoritzant la nostra xarxa.

En principi totes les targetes suporten els modes ad-hoc i el mode gestionat (managed o infrastructure) i n'hi ha molt poques que suportin el mode monitor i menys el mode master. Els modes que suporta una targeta estan molt relacionats amb el driver que fa servir la targeta i el driver sol dependre del xipset amb el que treballa internament la targeta. A Internet es poden trobar diferents pàgines on s'explica amb quins xipsets treballen les targetes

● http://www.hpl.hp.com/personal/Jean_Tourrilhes/Linux/Linux.Wireless.drivers. 802.11ag.html

● http://kmuto.jp/debian/hcl/index.cgi ● http://linux-wless.passys.nl/

En general les targetes 802.11b més recomanables són les PCMCIA amb xipset Prism2 ja que suporten ad-hoc, gestionat, monitor i master a part de reinjecció de paquets.

En 802.11g les més recomanables són les que fan servir el xipset Atheros que suporten el mateix que les anteriors i poden ser tribanda i poden suportar diferents configuracions alhora.

1.2.4.2.2 Potència d'emissió i sensibilitat

Aquests dos valors tenen relació entre si i són molt importants a l'hora de valorar una targeta sense fils. La banda de 2.4GHz és lliure a tot el món i per tant sovint està plena d'interferències d'altres equips (forns microones, dispositius de ràdio, etc..). Hi ha molt de soroll en aquesta banda de freqüències i per tant és tant important que els altres ens escoltin (bona potència d'emissió) com que puguem escoltar el que ens diuen (sensibilitat de recepció) encara que hi hagi distorsions del soroll.

La potència d'emissió i la sensibilitat de recepció d'una targeta es mesuren en mil·liwats (mW) o en decibels (dBm). Un miliwatt és una mesura absoluta de potència (va des de zero fins a ..) mentre que un decibel és una mesura relativa de potència i admet valors positius i negatius. Es tracta del mateix però es sol fer amb decibels per facilitar els càlculs.

La fórmula per passar de mW a dBm és:

dBm=10 logmW

Hi ha una pàgina web en la que hi podem trobar calculadores automàtiques per fer les equivalències: ( http://www.bessernet.com/jobAids/dBmCalc/dBmCalc.html)

Algunes equivalències útils per fer-les servir com a referència les podem trobar en aquesta taula

37

http://www.bessernet.com/jobAids/dBmCalc/dBmCalc.html

http://linux-wless.passys.nl/

http://kmuto.jp/debian/hcl/index.cgi

http://www.hpl.hp.com/personal/Jean_Tourrilhes/Linux/Linux.Wireless.drivers.802.11ag.html

http://www.hpl.hp.com/personal/Jean_Tourrilhes/Linux/Linux.Wireless.drivers.802.11ag.html


Decibels Miliwatts

30 dBm 1000 mW

20 dBm 100 mW

17 dBm 50 mW

15 dBm 32 mW

És bastant corrent que la potència d'emissió de les targetes es trobi entre 32 mW i 100 mW (o sigui entre 15-20 dBm). Com més gran sigui el valor, més potència tindrà la targeta i per tant serà millor.

La sensibilitat de recepció sol estar entre -80 dBm i -96 dBm (valors negatius) i evidentment com menors siguin aquests valors millor rendiment tindrà.

1.2.4.3 Seguretat en xarxes sense fils

Un dels problemes més greus als que s'enfronta actualment la tecnologia Wi-Fi és la seguretat. Un percentatge molt alt de xarxes s'han instal·lat per administradors de seguretat sense tenir en compte la seguretat i per tant han convertit les seves xarxes en xarxes obertes, sense protegir el seu accés a la informació que circula per elles.

Hi ha diverses alternatives per garantir la seguretat en les xarxes. Els que proporcionen els dispositius inalàmbrics:

– SSID: El primer mecanisme va ser que l'atacant hagués de conèixer el SSID per poder-se connectar. És complicat de que es pugui mantenir secret.

– Autentificació basada en adreces MAC. No forma part de l'estàndard però molts fabricants la implementen. Es tracta d'un sistema tediós perquè requereix donar d'alta a cada dispositiu nou en tots els punts d'accés i s'ha de fer que els usuaris avisin ràpidament de les noves compres, pèrdues, o robatoris.A més es molt fàcil de saltar perquè qualsevol pot canviar la MAC del seu ordinador en segons per posar-n'hi una que hagi aconseguit amb un sniffer, i això fa que estigui bé com a complement però totalment inútil per si sola.

– Protocol WEP: (Wired Equivalency Privacy) Impedeix la connexió al nostre Punt d'Accés a tots aquells que no tinguin el ID ( normalment anomenat ESSID). Només qui tingui l'ESSID pot comunicar amb el Punt d'Accés

Fa servir un sistema de xifrat inclòs en l'estàndard 802.11 i permet xifrar la informació que es transmet. Està basat en l'algorisme d'encriptació RC4 i fa servir claus de 40, 64, 128 i 256 bits.

WEP s'ha demostrat totalment ineficient a l'hora de protegir les nostres dades.

– Protocol d'encriptació WPA (Wi-Fi Protected Access - Accés Protegit Wi-Fi): És un sistema per millorar la seguretat del protocol WEP (que s'ha mostrat insegur per atacs estadístics).

WPA s'ha dissenyat per fer servir un servidor d'autentificació (normalment RADIUS), que distribueix claus diferents per cada usuari, però també es pot fer servir de forma menys segura amb clau pre-compartida (PSK Pre-shared key).

38


La informació es xifra amb l'algorisme RC4 amb una clau de 128 bits i un vector d'inicialització de 48 bits.

La millora més important sobre WEP ve donada pel protocol d'integritat de clau temporal (TKIP – Temporal Key Integrity Protocol), que canvia les claus dinàmicament a mesura que el sistema es fa servir. Quan amb això es combina un vector d'inicialització (IV) molt més gran, s'eviten els atacs de recuperació de clau estadístics.

A més també es millora la integritat de la informació xifrada. El CRC de WEP és insegur ja que es pot alterar la informació sense conèixer la clau WEP. WPA implementa una comprovació de integritat de missatge (MIC, més conegut com a Michael)

Dóna protecció contra atacs de repetició ja que inclou un comptador de trames.

Les xarxes WPA es desconnecten 30 segons cada vegades que detecten un intent d'atac.

WPA2 implementa l'estàndard sencer (WPA només n'implementava una part)

WPA no es pot fer servir en xarxes adhoc, però WPA2 si.

La Wi-Fi anomena a les versions anteriors de WPA WPA-Personal i WPA2-Personal i a les actuals WPA-Enterprise i WPA2-Enterprise.

– ACL (Acces Control Lists): Requereix que els ordinadors siguin a la llista que normalment és d'adreces MAC. Donada la facilitat amb la que es pot canviar una adreça MAC aquest sistema de seguretat es pot saltar amb una facilitat impressionant.

Sempre es poden combinar els sistemes anteriors (que no són gaire bons) amb els que ens proporcionen altres dispositius de dades. Generalment unint-los amb algun tipus de xifrat molt més fort com:

– IPSEC: (Internet Protocol security) és una extensió del protocol IP que afegeix xifrat fort per permetre serveis d'identificació i xifrat per permetre assegurar les comunicacions a través d'aquest protocol. Es va dissenyar per funcionar amb Ipv6, però s'ha adaptat a Ipv4 sense problemes.

És l'ideal per fer xarxes privades virtuals

– 802.1x: Sistema pensat per incrementar la seguretat fent servir certificats digitals.

1.2.4.3.1 Amenaces

Les WLAN generalment permeten accés des de llocs que sobrepassen els límits del lloc en el que es fa la instal·lació i per això són vulnerables a atacs especialitzats.

En una instal·lació WLAN ens podem trobar amb molts problemes diferents però en general estaran dins d'un dels tres grups següents:

● Identificació dèbil. Els dispositius s'identifiquen sols i per tant els usuaris simplement aconseguint-ne un pot entrar en el sistema. S'ha d'intentar que els usuaris del nostre sistema estiguin obligats a identificar-se.

● Xifrat dèbil de les dades. El xifrat WEP s'ha demostrat ineficaç i per tant qualsevol que pugui aconseguir la clau de xifrat podrà fer veure que pertany a la nostra organització

39


● No hi ha integritat del missatge. El valor de la comprovació d'integritat (ICV) tampoc no ha funcionat correctament. Sense integritat un intrús pot modificar el contingut de qualsevol trama que ens arribi.

Si les tecnologies WLAN fossin completament segures les amenaces contra elles no serien un problema però el fet de que no ho siguin i que se'n coneguin molts problemes atreuen a molts intrusos. Els intrusos poden fer amenaces:

● Amenaces estructurades: consisteixen principalment en individus inexperts que fan servir eines de pirateig corrent.

● Amenaces no estructurades: Venen d'intrusos més motivats i tècnicament més competents. Coneixen els problemes i poden fer programes extres per atacar-les.

● Amenaces externes: Individus que treballen des de fora de la empresa. No tenen accés autoritzat a la xarxa i normalment és contra els que més es gasten recursos per protegir la xarxa.

● Amenaces internes: Algú amb permís des de dins de la pròpia empresa. El FBI diu que són la majoria dels atacs.

40


1.2.4.3.2 Atacs contra les WLAN

Hi ha tres tipus bàsics d'atacs contra les xarxes WLAN

1. Atacs de reconeixement La idea general és descobrir informació sobre el nostre sistema. Especialment trobar-ne possibles vulnerabilitats, quins serveis s'ofereixen, etc.. Això normalment es sol anomenar fingerprinting i generalment són el primer pas d'un atac dels altres tipus.

Snooping inalàmbric i sniffing de paquets serveixen per obtenir informació que posteriorment es podrà fer servir per accedir al sistema. És difícil de detectar perquè es pot fer amb sistemes funcionant passivament i per tant sense emissió de cap tipus d'energia.

La única forma de combatre això és fent servir xifrat en les comunicacions i evitant els protocols insegurs.

Hi ha des de programes comercials fins a lliures que permeten analitzar els protocols sense fils:

Comercials: AiroPeek, AirMagnet, Sniffer Pro for WirelessLliures: AirSnort, Ethereal i tcpdump

El reconeixement sense fils s'anomena war driving. Aquest és el nom que rep la recerca de xarxes sense fils per documentar la seva posició.

Per fer aquesta recerca cal un equip portàtil amb targeta inalàmbrica i si volem situar precisament el lloc un GPS per passar les dades a un mapa.Periòdicament es fan concursos per veure qui troba més xarxes en alguna ciutat.

També existeix el Warchalking que és un llenguatge de símbols normalment escrits amb guix a les parets que informa a els possibles interessats de la existència d'una xarxa sense fils. Com que el guix no dura gaire això fa que sigui un sistema molt dinàmic i que es pugui anar adaptant a les característiques canviants de les xarxes.

Node obert Node Tancat Node amb WEP

Algunes de les eines que es fan servir per això són:

• Eines: Kismet, NetStumbler

41


2. Atacs d'accésL'objectiu d'aquests atacs és accedir al sistema per poder-se'n aprofitar dels recursos o simplement per robar informació.

Hi ha varies formes d'aconseguir-ho i no sempre és fent servir vulnerabilitats de la tècnica, també hi ha les vulnerabilitats humanes.

– Mala configuració: Generalment són deguts a que s'ha deixat el SSID per defecte. Hi ha llistes de contrasenyes per defecte segons el fabricant: CISCO = “Tsunami”, 3COM = “|O|”, Compaq = “Compaq”, Intel = “intel”, “wireless”, “Default SSID”

– Enginyeria Social: Si algú pot enganyar a un dels treballadors de la empresa perquè li doni informació valuosa el sistema d'entrada és més senzill.

– Punt d'accés fals: Generalment els clients es connecten amb el punt d'accés que els fa arribar el senyal més fort. Si hi ha un punt d'accés fals que emet un senyal més fort que els nostres pot fer que els nostres clients s'hi associïn i d'aquesta forma fer de pont i aconseguir la nostra informació (atac d'home al mig)

– Atacs contra WEP: Entre els atacs contra aquest sistema més corrents hi ha els de bolcat de bits (bit flipping), els de repetició (Replay) i els vectors d'inicialització dèbils (IV, Initialization Vector) Fins i tot el xifrat de 128 bits es pot trencar rapidament si es donen les condicions adequades.

Normalment injectar trànsit fals (hijacking) o fer que els clients es desconnectin i tornin a connectar sol accelerar el procés de captura de IV

Eines utilitzades: AirSnort, Aircrack, aircrack-ng, Weplab

3. Atacs de denegació de servei (DoS): La denegació de servei es dóna quan un intrús desactiva o fa malbé les nostres xarxes, els serveis o els sistemes amb la intenció d'impedir que s'hi pugui accedir.

Normalment fer un atac d'aquest tipus només implica executar un programa que automatitza alguna tasca i a vegades no cal ni tan sols accés a l'objectiu.

Ja són atacs molt difícils de prevenir en sistemes cablejats però en sistemes sense fils encara ho són més i a més afecten a tots els dispositius que estiguin dins del radi d'abast!

Això normalment s'anomena Jamming i és el principal problema no resolt de les xarxes WLAN. Un bombardeig constant a un Punt d'accés fent-li peticions pot acabar amb les freqüències disponibles i per tant no permetre l'accés a ningú més.

Hi han programes que el que fan és emetre paquets de desassociació falsos de manera que tots els clients connectats al punt d'accés es desconnectaran. Si el programa està en marxa durant molta estona pot impedir que els clients treballin. aireplay-ng -0

42


Molts dispositius fan servir les mateixes freqüències (Bluetooth per exemple) i per tant poden interferir en el senyal WLAN.

1.2.4.3.3 Programari

• Kismet - "escaner" de xarxes sense fils. Comprova la existència de les xarxes wireless que tenim al voltant donant-nos el seu ESSID i comprovant si estan xifrades o no. Es pot connectar a un GPS per marcar zones de cobertura.

• Airsnort – Sniffer wireless. Permet comprovar la transferències que hi ha en les xarxes. Permet detectar la clau WEP després d'haver estat una estona monitoritzant passivament una xarxa sense fils. Ho pot fer en segons!!

• Aircrack-ng – Paquet d'utilitats que es fan servir per gairebé tot el necessari per entrar en sistemes xifrats amb WEP i WPA. Té diferents programes per capturar, emetre paquets, desassociar clients i crackejar les contrasenyes.

• Ettercap – Sniffer que permet veure el trànsit sense xifrar entre qualsevol equip de la xarxa local. Fa moltes més coses, però es detecta facilment. També funciona amb altres tipus de xarxes.

• Iptraf - Monitor de xarxa. Permet veure el trànsitt entre interfícies. Es fa servir per veure connexions per interfícies o equips. Funciona amb altres xarxes

• SWScanner - "Simple Wireless Scanner". Escànner de xarxes inalàmbriques per KDE. És a l'estil NetStumbler. Es pot integrar amb terminals GPS, BDD de xarxes. Permet connectar-s'hi, conversió de dades, etc..

• NetStumbler – És un programa per Windows disponible a Internet. És un sniffer de xarxes sense fils que torna resultats sorprenents: Identifica les xarxes, registra l'adreça física del Punt d'accés, el nom de la xarxa SSID, el fabricant, el canal en el qual el punt d'accés està escoltant, si té WEP, qualitat del senyal, relació de senyal/soroll. Si tens un GPS que funcioni amb NMEA registra la latitud i la longitud.

• Weplab – Programa per mostrar com funciona WEP per Linux i Windows. Però que es pot fer servir fàcilment per descobrir la contrasenya de xarxes que fan servir xifrat WEP fent servir atacs estadístics, per diccionari i per força bruta.

• Aircrack-ptw – Es tracta d'una prova de concepte que implementa un algorisme de crackeig nou i que es va incorporar a aircrack-ng

• Ethereal, tcpdump – Són exemples d'sniffers de connexió i es fan servir per analitzar el trànsit un cop s'ha aconseguit desxifrar la clau de xifrat i per tant es pot observar les comunicacions lliurement

43


1.2.4.3.4 Consells

La majoria dels problemes de seguretat es produeixen perquè els administradors no implementen les contramesures disponibles. No n'hi ha prou amb instal·lar-les, també s'ha de comprovar periòdicament que les contramesures encara estan instal·lades i funcionant correctament.

Sempre hem de seguir el procés: Assegurar (posar contramesures), Monitoritzar (comprovar que no hi ha problemes de seguretat), Provar (veure si el nostre sistema és vulnerable als nous sistemes), Millorar (fer servir la informació dels passos 2 i 3 per millorar el sistema de seguretat)

1. Com a mínim habilitar WEP, no és gaire segur però almenys és un problema més i sempre és millor que res. Això si, sempre que es pugui cal activar WPA (si el punt d'accés i els equips que s'han de connectar ho permeten).

2. Canvia el SSID per defecte dels AP i sobretot la contrasenya d'accés de l'administrador.

3. Desactivar si es pot “Broadcast SSID”. Això obligarà a que les connexions només es permetin quan coincideixi perfectament el SSID. Això dificultarà la feina de l'atacant.

4. Fer servir periòdicament programes per anar monitorizant el que passa a la xarxa i poder detectar visites “no grates” a la xarxa.

5. Molts dels punts d'accés permeten fer llistes de MAC. Sempre que sigui possible emplenar-les. Es pot entrar igualment perquè la MAC es canvia molt fàcilment, però és un problema més per qui provi d'accedir a la nostra xarxa.

6. Amb router sense fils es aconsellable desactivar DHCP i fer servir adreces estàtiques. Això donara una capa extra de feina a l'atacant. Haurà d'averiguar quines són les adreces de la nostra xarxa local. I millor si es posa una adreça de xarxa rara (millor evitar les més corrents com 192.168.1.x o 192.168.0.x)

7. Abans de comprar un punt d'accés cal mirar que suporti xifrat superior a 128 bits i per anar bé que tinguin el firmware en flash que per tant ens permetrà l'actualització si s'hi detecten problemes.

8. El sistema millor és posar el punt d'accés en la zona DMZ del tallafocs per poder evitar que encara que es connectin puguin entrar a la nostra LAN.

44


1.2.4.4 Altres sistemes

1.2.4.4.1 Sistemes radioterrestres

En aquests sistemes el medi de transmissió en els enllaços de ràdio és l’espai, amb o sense atmosfera, i es fa a través d’ones electromagnètiques que es propaguen a la velocitat de la llum o bé a través de llum infraroja.

De la mateixa forma que l'estàndard 802.3 d'Ethernet permeten la transmissió de dades a través de cables, els estàndards 802.11 permeten la transmissió de dades per l'aire. Les tecnologies que fan servir són:

● Llum infraroja (IR)● Tres tipus de radiotransmissió dins de les bandes de freqüències de 2,4 GHz

sense llicència. Aquests sistemes necessiten un mecanisme d’antenes per l’emissió i la recepció.○ Espectre dispers per salt de freqüència (FHSS, Frequency Hopping Spread

Spectrum)○ Espectre dispers per seqüència directa (DSSS, Direct Sequence Spread

Spectrum)○ 802.11g OFDM (Multiplexió per divisió de freqüència ortogonal,

Orthogonal Frequency-Division Multiplexing)● Un tipus de transmissió per ràdio dins de les bandes de 5GHz sense llicència

○ 802.11a OFDM. També necessita antenes per funcionar.

Rarament cap fabricant ofereix productes basats en IR o en FHSS per WLAN, la majoria ofereixen productes per OFDM o DSSS.

La transmissió pel medi magnètic produeix a vegades problemes d’interferències per culpa de problemes atmosfèrics ( tempestes ... ).Com més gran és la freqüència de transmissió, més sensible és el sistema a les interferències, i això implica que les antenes hauran d’estar més properes.

El senyals inalàmbrics són ones electromagnètiques que poden viatjar per l'espai. No els cal cap mitjà físic per viatjar

Les ones poden travessar parets i cobrir grans distàncies cosa que els hi donen una gran versatilitat.

La única diferència entre les diferents ones només és la freqüència a la que funcionen: ones d'energia, ones de ràdio, microones, ones de llum infraroja, les ones de llum visible, les ones de llum ultraviolada, els rajos X, rajos gamma, comparteixen algunes característiques importants:

● Totes les ones tenen un patró energètic comú● Viatgen a la velocitat de la llum en el buit 299.792.458 m/s (aproximadament

300K m/s)● Totes les ones compleixen la fórmula: Freqüència*longitud d'ona = c

Frequència en cicles per segon (Hz), longitud d'ona en metres

● Totes viatgen bé en el buit però difereixen en funció dels materials amb els que es troben.

45


● La principal diferència entre totes les ones és la seva freqüència. Les ones de baixa freqüència tenen una longitud d'ona llarga i les d'alta freqüència la tenen curta.

femto = 10-15 micro = 10-6 Mega = 106

pico = 10-12 mili = 10-3 Giga = 109

nano = 10-9 kilo = 103 Tera = 1012

Els paràmetres amb els que podem definir una tecnologia sense fils poden ser els següents:

Nivell d'energia Baix (<1MW) a alt (>100000 W)

Ample de banda Banda estreta / Banda ampla

Diàleg Unidireccional / Duplex

Interval de senyal Curt (<30,5 m) o llarg (milers de quilòmetres)

Tipus de senyal Digital o analògica

Ruta del senyal Directa o reflexiva

Aplicacions Fixa o mòbil

Cobertura Àrea local o Àrea extensa

Velocitat de dades Baixa (10kbps) a alta (>10 Mbps)

Cost Barata (menys de 20 € ) o cara (més de mil milions)

No tot són avantatges en sistemes inalàmbrics. Entre els problemes més importants hi ha:

● Interferències i degradació del senyal de ràdio: Es tracta del gran problema. La interferències amb altres xarxes, altres aparells, etc.. porta a que el senyal es vagi perdent poc a poc.

● Administració d'energia: El consum d'energia sempre és un problema en els dispositius mòbils. S'estan investigant diferents sistemes d'estalvi d'energia per incrementar la disponibilitat.

● Interoperativitat: Els estàndards ens garanteixen independència del proveïdor. Però cal vegilar que aquests sigui usats per no quedar atrapat per un proveïdor encara que ofereixi avantatges en un moment donat.

● Segureta de la xarxa: Fins ara les especificacions de seguretat dels estàndards s'han demostrat com poc eficaços però s'està treballant en solucions més importants. Alguns fabricants ofereixen mecanismes extres, a part dels estàndards, de protecció com IPSEC

● Fiabilitat i connectivitat: S'està treballant perquè la fiabilitat de les xarxes sense fils sigui almenys com la d'una xarxa Ethernet.

● Problemes d'instal·lació i de disseny del lloc: No sempre és senzill trobar el sistema òptim on col·locar els punts d'accés per cobrir tot el que es desitja. Les característiques topogràfiques, els edificis, les plantes, etc... afecten el rendiment de la xarxa sense fils.

● Temes de salut: Tot i que hi ha molts estudis que ho desmenteixen, hi ha estudis que diuen que l'exposició a ones electromagnètiques pot ser dolent per la salut.

46


Només les antenes que "emeten" senyals poden ser dolentes perquè les receptores no emeten res.

1.2.4.4.1.1 Enllaços entre edificis

Les connexions entre edificis es fan normalment amb fibra òptica degut a les altes velocitats que permet i perquè no els calen les mesures de protecció que calen amb parells de coure. Però aquesta instal·lació és molt cara perquè normalment per enterrar el cablejat cal rebentar zones cobertes amb formigó, etc...

La instal·lació d'antenes a les terrasses és una de les aplicacions més corrents i populars de les WLAN. Fent servir antenes direccionals es poden cobrir llargues distàncies sense haver de suportar el gran cost d'instal·lació de la fibra òptica. En aquests casos tenim varies alternatives com per exemple:

● Generalment la gran solució sol ser fer servir microones però normalment cal algun tipus de llicència governamental per fer-les servir i l'equipament és relativament car.

● Les connexions amb IR també són una alternativa a pesar de necessitar visibilitat directa i dels problemes que els fenòmens atmosfèrics li poden generar.

● Fer una instal·lació fent servir alguna de les WLAN electromagnètiques però en distàncies grans s'ha de tenir en compte el fresnel (sempre) i la curvatura de la terra (+ de 9'7 Km).

● Fer servir un satèl·lits de pont (és molt car)

1.2.4.4.1.2 Satèl·lits artificials

Una opció en enllaços entre edificis que estiguin molt lluny podria ser fer servir satèl·lits artificials per fer l'enllaç entre ells.

Les transmissions radioelèctriques tenen l'avantatge que en absència d’atmosfera són molt més fiables, i això ens permet operar a freqüències molt més altes i per tant aconseguir transmissions d’alta velocitat.

A més com que en l’espai la possibilitat de obstacles són molt més petites encara s’aconsegueixen velocitats de transmissió més grans.

• Té el problema de que enviar un satèl.lit a l’espai i mantenir-lo és car • Ideals per transmissions broadcast.• Normalment cal que el satèl.lit es mantingui en una òrbita geoestacionaria, amb

l’objectiu de que es mantingui en una posició fixa amb respecte a un observador inmòbil en la superfície de la terra.( Aquests satèl.lits han d’estar a 35800 km de la superfície terrestre )

• Hi ha un retard en les transmissions degut a les grans distancies que ha de recórrer la senyal. La senyal ha de pujar i baixar o sigui 2x35800 km = 71600

47


km i tenint en compte que les senyals van a la velocitat de la llum té un retard, almenys, de:

71600 km / 300000 km = 0’24 segons.

• Això per senyals de televisió no és un problema, però amb altres emissions si. Amb el sistema de satèl.lits d’òrbita baixa això s’intenta sol.lucionar.

• I a pesar de tot el problema més important encara és el preu. Llogar una freqüència en un satèl·lit no està a l'abast de tothom.

Els satèl.lits artificials de comunicacions poden resoldre molts problemes de distribució massiva de dades.

1.2.4.4.2 Infrared (IR)

Com que a partir d'ara ens concentrarem sobretot en les altres tecnologies veiem ràpidament les característiques dels sistemes d'infrarojos (IR). La llum infraroja són ones milimètriques produides per la modulació de la llum vermella.

• S’utilitzen per comunicació a poca distància• Direccional• Barates i fàcils de fabricar• No atravessen els objectes• Tenen un bon rendiment com a LAN en edificis.• Normalment només es fa servir per intercanvi de dades entre dispositius portàtils

i fixos.

48


Les xarxes de llum infraroja estan limitades per l'espai i quasi sempre es fa servir en xarxes que estan dins d'una sola habitació.

Algunes empreses les fan servir per comunicar edificis posant els receptors/emissors en les finestres o els sostres.

Aquesta tecnologia es ve utilitzant des dels anys 70 i actualment es fa servir sobretot en comandaments a distància.

Es fa servir un transreceptor que envia un feix de llum infraroja cap al receptor. La

Es poden instal·lar diferents estacions en una sola cambra fent servir un àrea passiva per cada transreceptor.

1.2.4.4.2 Bluetooth

El Bluetooth és una especificació industrial per les xarxes personals sense fils. Serveix per connectar dispositius que podem portar a sobre o a una distància propera. Amb el Bluetooth, podem obtenir una forma de connectar i intercanviar informació entre dispositius com PDA, telèfons mòbils, portàtils, ordinadors, impressores i càmeres digitals a través de ones de ràdio de baixa freqüència i amb l'avantatge de poder ser implementat a baix cost i amb certes mesures de seguretat.El Bluetooht permet aquests dispositius comunicar-se quan estan a l'abast, encara que no estiguin a a la mateixa habitació, fins a un límit de 100 metres entre ells depenent de la classe de potencia del producte. Els productes poden ser disponibles en alguna d'aquestes tres classes de potencia:

• Classe 3 (1 mW) és la més rara, i ens permet una transmissió de 10 centímetres a 1 metre

• Classe 2 (2.5 mW) és més comuna i ens permet una distancia de fins a 10 metres• Classe 1 (100 mW) té l'abast més gran, de fins a 100 metres tot i que el consum

és més elevat.

Bluetooth treballa en una banda lliure de l'espectre electromagnètic, per a la qual no cal llicència (a 2.45 GHz). Les velocitats de transmissió són d'uns 720 kbps i 1 Mbps ( en la versió 1.0).

Les versions han anat aportant millores a les connexions i cada vegada s'incrementa més la velocitat de transmissió ( 1.0, 1.1, 1.2, 2.0 .. ). Actualment s'està adoptant la versió 1.2, que treballa a 10 Mbs. Les noves versions són compatibles enrere (2.0 pot funcionar amb les anteriors)

El nom tècnic de l'estàndard és 802.11b. Es tracta d'un estàndard obert, tot i que els seus drets pertanyen al grup SIG.

49


Un dels avantatges dels xips amb tecnologia bluetooth es el seu baix consum. Per exemple, un xip Wi-Fi consumeix típicament cap a 7 Watts, i un de bluetooth classe 2 (típicament un mòbil) cap a 2.5 miliwatts, menys de una mil·lèsima part.

1.2.4.4.3 WAP

Wireless Application Protocol o WAP (protocol d'aplicacions inalàmbriques) és un estàndard obert internacional per aplicacions que fan servir les comunicacions inalàmbriques. Per exemple accés a Internet des d'un telèfon mòbil.

1.2.4.4.4 LMDS

LMDS o Local Multipoint Distribution Service (Sistema de Distribució Local Multipunt) és una tecnologia de connexió via ràdio que permet, gràcies al seu ample de banda fer servir serveis de veu, accés a Internet, comunicacions de dades en xarxes privades i vídeo sota demanda.

1.2.4.4.5 UMTS

La tecnologia UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) és el sistema de telecomunicacions mòbils de tercera generació que evoluciona des de GSM passant per GPRS.

• Permet altes velocitats de transmissió, de fins a 2Mbps al fer servir tot l'espectre

• Alta seguretat• Accés múltiple de eficàcia màxima• Alta resistència a les interferències• Possibilitat de treball amb dues antenes• Permet tenir cobertura a través de satèl·lits

1.2.4.5 Futur?

Les tecnologies WLAN actuals ofereixen un augment en les velocitats de dades, més fiabilitat i reducció dels costos. La velocitat de dades ha anat augmentant al llarg dels anys i continuarà fent-ho.

L'estàndard 802.11g i el 802.11a ofereixen velocitats de 54Mbps a més de ser compatibles amb el 802.11b.

El 802.11i s'encarregarà de molts dels problemes de seguretat actualsEl 802.11e s'encarregarà de proporcionar QoS per transmissió de vídeoI 802.11f serà qui s'encarregarà de definir la interoperativitat.

Està clar que el rendiment continuarà millorant i que els clients continuaran demanant més rendiment a les xarxes que fan servir

Els estàndars 802.11, 802.16 (WiMAX) i 802.20 estan guanyant suport i competeixen amb els sistemes 3G pel futur.

50


També hi ha esperances en la banda ultra ampla (UWB) que podria suportar una velocitat base de uns 500 Mbps

51


1.3 Control d’errors.Les xarxes de comunicacions de dades han de garantir la fiabilitat de les dades. És acceptable que en una comunicació es produeixin errors. Però aquests errors s’han de detectar i recuperar. Quines coses poden generar errors?

• Soroll tèrmic: La temperatura d’un cos és una mesura de l’excitació dels electrons. Al moure’s els electrons es generen corrents elèctriques no controlades i aleatòries que anomenem soroll tèrmic.

• Soroll produït per components electromecànic: Alguns components electrònics produeixen commutació mecànica entre els seus circuits. Aquestes commutacions generen pics de corrent autoinduides en els circuits

• Faltes de linealitat en els mitjans de transmissió: Els circuits no reaccionen igual a qualsevol freqüència o velocitat de transmissió. Al transmetre’s una senyal a altres freqüències es produeix una atenuació de la senyal.

• Creuaments de línies: Qualsevol corrent elèctrica genera corrents autoinduides en línies que corren paral·leles.

• Falta de sincronisme. Si l'emissor i el receptor no estan convenientment sincronitzats, poden produir-se errors en la interpretació de les dades encara que la transferència hagi estat correcta.

• Eco. Quan no hi ha una adaptació perfecta en la interfície entre dues línies de transmissió es produeixen reflexions de senyal no desitjades que interfereixen la senyal original.

• Atenuació. És la pèrdua de senyal deguda a la resistència elèctrica del medi de transmissió o de les màquines de xarxa.

En el control d’errors ens hem de fixar en dues coses:

• Paquets que no arriben mai ( i per tant els hem de retransmetre)• Paquets que arriben amb errors

Pel que fa a detectar els paquets que arriben amb errors. Hi ha molts sistemes per fer-ho però només en veurem alguns.

52


1.3.1. Bits de paritat

És l’esquema més senzill per detectar errors. Consisteix en afegir un bit de paritat al final de la trama (un 0 o un 1) en funció de la paritat que vulguem.

a) Paritat parell: Afegim un 1 si la suma dels bits que transmetem són senars i un 0 si són parells

Ex.01000100 0

Afegim un zero perquè com que la suma dels 1 es parell (2) no en cal cap més

b) Paritat senar: Consisteix en fer el contrari d’abans

c) Paritat de bloc: La paritat de bloc és un cas especial de les paritats anteriors. Pot ser parell o senar.

La idea és organitzar les dades que s’enviaran en blocs, fent una taula de n x m bits. I s’extreuen els bits de paritat de files i columnes i s’envien en la transmissió.

Ex. Enviem 00110, 01010, 11001, 11111

0 0 1 1 00 1 0 1 01 1 0 0 11 1 1 1 1

Ara calculem la paritat per cada fila i per cada columna:

0 0 1 1 0 00 1 0 1 0 01 1 0 0 1 11 1 1 1 1 10 1 0 1 0 X

El caràcter X no el farem servir, per tant podem enviar el que vulguem.

I el que transmetrem seran cada una de les files:

001100 010100 110011 111111 01010X

Amb aquest sistema no només podem detectar si hi ha un error, sinó que podem detectar ON s’ha produït l’error. I com que només poden ser 0 o 1 podríem arreglar-lo.

Si arribessin diversos errors, només els detectaríem, no els podríem arreglar.

Si rebem 001100 011100 110011 111111 01010X

0 0 1 1 0 00 1 1 1 0 01 1 0 0 1 11 1 1 1 1 10 1 0 1 0 X

Normalment la paritat senar es fa servir en transmissions asíncrones i la paritat parell es fa servir en transmissions síncrones (però no hi ha cap obligació)

53


1.3.2 Comprovació de Redundància Cíclica (CRC)

Consisteix en generar un bloc de bits resultat de fer operacions en les dades que poden ser revertits pel receptor per comprovar que les dades no han estat modificades.

La fórmula matemàtica és:

T = 2n * M + F

T: Trama que enviemn: És el número de bits que tindrà el CRCM: Són les dades que volem transmetreF: És el resultat de fer les operacions de CRC amb les dades que volem transmetre. Es sol dir FCS

On:

Per calcular el CRC ens cal que l’emissor i el receptor coneguin un valor que anomenarem Patró i que és el que farem servir per les comprovacions.

Normalment el patró té un bit més que el CRC

Per comprovar si la transmissió ha anat bé, el receptor divideix el paquet que ha rebut pel patró i comprova que el reste és zero, si no ho és, hi ha hagut errors en la transmissió.

Exemple:

M = 1010001101P = 110101FCS = 5 bits

1. Calculem M * 2n

(si sóm un pèl espavilats veurem que fer això només és afegir n zeros al final del missatge)M’ = 101000110100000

2. Dividim el missatge M’ per P per trobar el FCS que és el reste de la divisió101000110100000 : 110101

F= 01110

3. El resultat que hem de transmetre serà M’ + F

T = 101000110101110

Quan el receptor rep el missatge, el que fa és dividir la trama (T) per el patró i comprovar que el resultat és exacte ( o sigui que el resta és zero )

Si R no és zero, el paquet rebut ha estat alterat.

T / P = 101000110101110 : 110101

R = 00000

Hi ha patrons de CRC estàndards i predefinits com per exemple: (Xn ens indica que en la posició n hi ha un 1)

CRC-16 = X16+ X15+X2+1CRC-CCIT = X16+ X12+X5+1

54


CRC-12 = X12+ X11+ X3+X2+X+1

Per exemple amb CRC-16 es poden detectar al voltant del 99% dels errors de més de 16 bits. Aquests polinomis estan calculats per disminuir la probabilitat de no detecció de qualsevol error.

Exercici

M = 11100011P= 11011FCS = 4 bits

1.3.3 Codi de Hamming

Si s'afegeixen juntament amb el missatge més bits detectors-correctors d'error i si aquests bits es poden ordenar de forma que diferents bits d'error donin diferents resultats, llavors els bits dolents poden ser detectats.

En un grup de set bits només tenim 7 possibles errors, o sigui que amb tres bits de control d'error es podria especificar a més de que hi ha hagut un error, quin bit és el que estava malament.

Hamming va crear diferents codis i una forma de donar-los nom. Així Hamming 8.7 significa que tenim 8 bits i 7 són de dades. (seria el sistema de paritat per exemple)

Hamming 7.4 és el que avui es coneix com codi de Hamming i va ser inventat el 1950. Això significa que afegirà 3 bits extres de comprovació cada 4 bits de dades del missatge.

Aquest mètode pot arreglar totes les errades d'un sol bit i detecta els errors de 2 bits.

El sistema és simple:

1. Tots els bits que tenen potència de 2 es fan servir com a bits de paritat (posicions 1,2,4,8,16,32,64, etc..). Els bits de la resta de posicions es fan servir com a bits de dades.

2. Cada bit de paritat s'obté calculant la paritat d'algun dels bits de dades. La posició determina la seqüència dels bits que alternativament comprova i salta, tal com es veu:

1. Posició 1: salta 1, comprova 1, salta 1, comprova 1, etc.2. Posició 2: comprova 1, salta 2, comprova 2, salta 2, etc.3. Posició 4: comprova 3, salta 4, comprova 4 salta 4, etc.4. Posició 8: comprova 7, salta 8, comprova 8, salta 8, etc.5. Etc...

Considerem les dades “0110101”. Per veure com es generen i es fan servir els codis Hamming per detectar un error, cal mirar les taules següents. Es fa servir d per indicar els bits de dades i la p per la paritat.

55


p1 p2 d p4 d d d p8 d d d

Dades 0 1 1 0 1 0 1

Primera paritat 1 0 1 0 1 1

Segona paritat 0 0 1 0 0 1

Tercera paritat 0 1 1 0

Quarta paritat 0 1 0 1

1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1

Quan es reben les dades es fa el mateix i es poden detectar els errors. Suposem que ha canviat el últim bit de 1 a 0 (el que està en negreta):

p1

p2

d p4

d d d p8

d d d Prova paritat

paritat

Dades Rebudes 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0

Primera paritat 1 0 1 0 1 0 ERROR 1

Segona paritat 0 0 1 0 0 0 ERROR 1

Tercera paritat 0 1 1 0 OK 0

Quarta paritat 0 1 0 0 ERROR 1

Ara volem saber on està l'error. Mirem el número de paritat 1101, el passem a decimal i ens dóna el valor 11. L'error està en el bit 11

Si el que fallés fos un bit de paritat, només sabríem que hi ha hagut un error en aquell bit.

Si canvien dos bits, en la comprovació de paritat es tindrà un número més gran d'11 i se sabrà que hi ha un error, però no sabem en quin lloc ha estat.

56


1.3.4 Correcció d'errors per repetició

Com que és més fàcil detectar l'error que corregir-lo, a vegades ens sortirà més a compte repetir les dades diverses vegades i així el receptor pot detectar que hi ha problemes en la transmissió.

El número de vegades que es retransmet el missatge vindrà determinat pel protocol o per l'acord que s'hagi fet entre els dos elements de la transmissió.

1.3.5 Control de flux

Un altre dels controls d’errors és comprovar que no estem saturant el receptor amb la velocitat a la que transmetem els missatges. El receptor no té perquè ésser tant ràpid com nosaltres i a més ha de processar els missatges que li arriben, per tant hem de vigilar de no col·lapsar-lo enviant les dades massa ràpid.

Per això s’han creat diverses tècniques en que la idea general és:

• El receptor avisa a l’emissor que s’ha detectat un error i que torni a emetre el paquet

• El receptor confirma els paquets rebuts correctament• Retransmetre els paquets que fa estona que hem enviat, però que no n’hem rebut

confirmació

Per fer això hi ha bàsicament tres sistemes (ARQ sol·licitud de repetició automàtica):

• ARQ Aturada-Espera• ARQ Finestra Davant-Darrere• ARQ Refús selectiu

57


1.3.5.1 ARQ Enviament - Espera

Normalment si es fa servir, serà en transmissions asíncrones.

La idea és enviar el paquet i esperar que el receptor ens confirmi la recepció del paquet i fins que ho faci esperem. Mentre esperem pot passar:

• Ens confirmen la recepció correcta: Enviem el següent paquet• Han rebut el paquet erròniament: Tornem a enviar el paquet• No arriba res: quan ha passat un temps prudencial, tornem a enviar el paquet

perquè suposem que s’ha perdut.

Nomenclatura:T#: El emissor transmet paquets de trama

ACK # El receptor ens diu quin és el paquet que espera ( si ha tingut un error simplement ens comunica que està esperant el paquet amb error)

Es una tècnica senzilla y barata però poc eficient .

58


1.3.5.2 Sistema amb finestra lliscant i ARQ davant – darrere - N

Es basa en la tècnica de control de flux amb finestres lliscants.

• Quan hi ha errors envia una confirmació negativa i refusa totes les trames amb un número posterior que li arribin fins que rebi la errònia

La estació quan rep una confirmació negativa, sap que ha de reenviar tots els paquets des del erroni

• Si el receptor rep una trama “i” i després “i+2”, sap que s’ha perdut la trama “i+1” i envia una confirmació negativa de “i+1”

• La estació emissora manté un temporitzador per el cas en que no rebi cap confirmació o error durant un llarg període de temps, passat el qual pot:

o Enviar un RR? Demanant al receptor per quina trama vao Reenviar totes les trames no confirmades

1.3.5.3 Sistema amb finestra lliscant i ARQ Refús selectiu

En aquest sistema, les úniques trames que es retransmeten són les refusades pel receptor o aquelles en que el temporitzador acaba.

El receptor ha de tenir un buffer per guardar les trames que han arribat fora de seqüència i d’aquesta manera quan arribin les anteriors poder ordenar-ho tot.A més el emissor ha de poder guardar una quantitat de les trames emeses per poder retransmetre-les en un ordre diferent del de l'original

Això fa que aquest sistema no s’utilitzi tant com l’anterior.

59


1.4 Xarxes d'àrea local Existeixen diverses definicions de xarxa d’àrea local:

LAN = Sistema de transmissió de dades que permet compartir recursos i informació per mitjà d’ordinadors o xarxes d’ordinadorsLAN= Sistema de comunicacions capaç de facilitar l’intercanvi de dades informàtiques, veu, fax, vídeo o qualsevol altra forma de comunicació electrònica.

Fins i tot hi ha definicions “oficials”, com la del IEEE.802, “Una xarxa local és un sistema de comunicacions que permet que un número de dispositius independents es comuniquin entre ells”

La característica més important d’una xarxa local, evidentment, fa referència a l’àmbit geogràfic ( tot i que actualment la frontera entre el que és una LAN i el que és una MAN està molt difusa)

Podem entendre una LAN des d’una xarxa d’ordinadors en una habitació fins a una xarxa d’ordinadors repartits entre 12 edificis de pisos.

En una LAN ens interessarà sobretot tenir en compte que perquè funcioni hi comptem tres parts diferenciades:

• Maquinari• Programari• Gestió i manteniment dels dispositius

Principals característiques d’una LAN:

• Entorn de pocs quilòmetres• Fa servir un medi de comunicació privat (tot pertany a l’amo de la empresa .. )• Altes velocitats de transmissió• Medi de transmissió simple• Facilitat de fer canvis tant en Maquinari com en Programari• Gran varietat i número de dispositius connectats• Possibilitat de connexió amb altres xarxes• Facilitat d’ús

Avantatges de les xarxes locals:

• Compartició de programes i arxius de forma senzilla i segura• Compartició dels recursos de la xarxa de forma senzilla i segura• Expansió econòmica, basada en PCs• Possibilitat de fer servir programari de xarxa (correu intern, ... )• Seguretat • Gestió centralitzada• Accés a altres sistemes operatius• Pot produir millores en la gestió de l’empresa (suprimint tràmits lents...)

Per a una LAN podem modificar l’esquema d’un sistema de transmissió general per un de més específic:

60


ETD ETDC ETDC ETD

ETD: Equip Terminal de dades (Normalment un Ordinador, impressora ...)ETDC: Equip Terminal de circuit de Dades: (targeta de xarxa ... )

En una xarxa, les peticions i les dades que provenen d’un ordinador passen a través del medi de transmissió (que pot ser cable de xarxa o bé línia telefònica) fins a un altre ordinador.

En el gràfic, A ha de ser capaç d’enviar un missatge de petició fins a B. B ha de poder entendre el missatge d’A i respondre enviant un missatge de retorn a A.

Col·lisions: Un dels problemes que es poden produir, quan dos bits es propaguen al mateix temps en la mateixa xarxa, és una col·lisió. En una xarxa petita i de baixa velocitat és possible implementar un sistema que permeti que només dos ordinadors enviïn missatges, cada un per torns. Això significa que tots dos poden enviar missatges però només pot haver-hi un bit en el sistema.Això no és operatiu en xarxes grans i ràpides perquè el que s’envia són paquets.

Quan es produeix una col·lisió, els paquets de dades involucrats es destrueixen, bit per bit. Per evitar aquest problema, la xarxa ha de disposar d’algun sistema que pugui resoldre la competència sobre el medi.

En general, es creu que les col·lisions són dolentes ja que degraden el rendiment de la xarxa. Tot i que un cert número de col·lisions constitueixen una funció natural de l’entorn de medis compartits.

61


1.4.1 Topologies

Una de les formes des distingir les LAN, és amb la forma que adopten les seves connexions.

La topologia defineix la estructura d’una xarxa. La definició de topologia pot dividir-se en dues parts: la topologia física, que és la disposició real dels cables (els medis) i la topologia lògica, que defineix la forma en que els hosts accedeixen als medis. Les topologies físiques que es fan servir més correntment són: en bus, en anell, en estrella.

La topologia lògica d’una xarxa és la forma en que els hosts es comuniquen a través del medi. Els dos sistemes més corrents de topologies lògiques són broadcast i transmissió de tokens.

La topologia broadcast simplement significa que cada host envia les seves dades cap a tots els altres hosts del medi de xarxa. Les estacions no segueixen cap ordre per fer servir la xarxa, l’ordre és el primer que entra és el primer que se serveix. Aquesta és la forma en que funciona Ethernet.

El segon tipus és la transmissió mitjançant tokens (testimoni). La transmissió mitjançant tokens controla l’accés a la xarxa mitjançant la transmissió d’un token electrònic a cada host de forma seqüencial. Quan un host rep el testimoni, això significa que el host pot enviar dades a través de la xarxa. Si el host no ha d’enviar res, transmet el token al següent host i el procés es repeteix.

1.4.1.1 Topologia en estrella

Tots els elements de la xarxa es troben connectats entre ells directament amb un enllaç punt a punt amb l’equip central de la xarxa. (concentrador)

Els concentradors solen ser HUBs o SWITCHs

Tots els trams de la xarxa passen per l’equip central!! I per tant una fallada de l’equip central pot provocar la caiguda total de la xarxa.

En canvi una fallada d’un cable només provoca la caiguda de l’equip que està associat a ell.

Ex. STARLAN d’AT&T

AVANTATGES

1. És l’ideal en les configuracions en que un ordinador rep connexions de moltes estacions (ex. BDD centralitzada)

2. Es poden connectar terminals no “intel·ligents”3. Les estacions poden tenir velocitats diferents

62


4. Les estacions poden fer servir diferents mitjans de transmissió5. Es pot tenir un nivell alt de seguretat6. És fàcil detectar i localitzar avaries7. La transmissió està controlada per l’equip central

DESAVANTATGES

1. Es susceptible a avaries en l’equip central2. El trànsit en el concentrador fa que la velocitat sigui inferior que amb les altres

topologies.

1.4.1.2 Topologia en bus

Els elements que formen la xarxa es disposen linealment en sèrie i connectats a un cable (bus)

Les senyals s’emeten pel fil en les dues direccions arribant a tots els equips. Cada equip mira si la senyal és per ell i si no ho és la descarta.

És un sistema senzill i una errada en un equip no provoca la caiguda total del sistema.

La ruptura del bus de dades és difícil de localitzar i provoca la inutilitat de tot el sistema.

Ex. XEROX Ethernet

El mètode més utilitzat en topologies en BUS és el CSMA/CD

AVANTATGES

1. El medi de transmissió és totalment passiu2. És senzill d’instal·lar i connectar nous dispositius3. Té un bon rendiment amb tràfic alt, però si és molt alt pot caure.4. Com que tots els dispositius de la xarxa veuran els missatges, aquest sistema és

molt bo per enviar missatges de broadcast.

DESAVANTATGES

1. És fàcil d’intervenir la xarxa (tots els paquets es reben a tots els equips)2. La interfície amb el medi ha de ser “intel·ligent” (ha d’interpretar els paquets)3. A vegades els missatges s’interfereixen entre si ( col·lisions )4. El sistema no reparteix equitativament els recursos5. El bus no pot ser molt llarg

63


1.4.1.3 Topologia en anell

Els equips de la xarxa es disposen en un anell tancat, connectant-se entre ells punt a punt.

La informació va sempre en un sol sentit, descrivint una trajectòria circular.

Hi sol haver un equip central per resoldre els conflictes, però no és necessari.

Un sol error en un equip fa que la xarxa deixi de funcionar.

El mètode més utilitzat és el “pas de token”

Ex. TOKEN RING de IBM

AVANTATGES

1. La capacitat de transmissió es reparteix equitativament entre els usuaris2. La xarxa no depèn d’un equip central3. És fàcil localitzar els equips que generen errors4. Simplifica al màxim la distribució dels missatges5. És fàcil comprovar errors de transmissió6. Índex d’errors molt petit (pràcticament no hi ha col·lisions)7. Pot aconseguir velocitats de transmissió molt altes8. Permet fer servir diversos medis de transmissió

DESAVANTATGES

1. La fiabilitat de la xarxa depèn dels repetidors2. Es recomana un dispositiu monitor per evitar problemes3. És difícil afegir dispositius sense aturar la xarxa. Difícil d’ampliar.4. Instal·lació bastant complicada.

64


Hi ha una variant de la topologia en anell que és la de doble anell que es fa servir per incrementar la seguretat.

1.4.1.5 Topologia punt a multipunt

No és el mateix que un hub. Amb un hub tots els dispositius passen a través del hub, en un sistema multipunt es pot enviar a múltiples receptors basant-se en adreces. Frame Relay fa servir això, i és típic de les xarxes WAN.

Tots els punts remots estan connectats a un switch o a un port de router, i la comunicació entre els costats està controlat per el punt central.

Es pot accedir a múltiples hosts alhora.

1.4.1.6 Topologia punt a punt

És la més senzilla de totes i la més directa. Podem veure-la com una cadena de dispositius. L’ordinador pot enganxar un dels dispositius a un dels ports sèries. Les xarxes de routers estan configurades sovint en topologies punt a punt

1.4.1.7 Altres topologies de xarxa

* Topologia de malla: Es tracta de construir una malla de cablejat situant els nodes de la xarxa en les interseccions de la malla. D’aquesta manera cada node està sempre connectat a través de línies punt apunt amb qualsevol altre node adjacent.Depèn molt dels dispositius que la formen.

* Topologia en arbre: És una extensió de la topologia en bus. Consisteix en la connexió de diferents busos lineals a un bus troncal.

* Topologia d’estrella estesa: Consisteix en connectar tots els ordinadors d’una xarxa en estrella formant altres estrelles. Té l’avantatge que la llargada dels cables és més curta. Es la forma utilitzada pel sistema telefònic.

Topologia en malla completa: La topologia cel·lular és una àrea geogràfica dividida en regions (cel·les) per fins de tecnologia inalàmbrica. No hi ha enllaços físics, només ones

65


electromagnètiques. A vegades els nodes receptors es desplacen (telèfon mòbil) i a vegades es desplacen els emissors(satèl·lits)

L’avantatge d’aquesta tecnologia és que no hi ha cap mitjà tangible a part de l’atmosfera terrestre i els desavantatges que els senyals poden rebre interferències i violacions de seguretat perquè estan disponibles en tota l’àrea.

En principi aquestes xarxes només permeten comunicar cel·les adjacents entre elles, la qual cosa les fa bastant ineficients.

1.4.1.8 Topologia real

Al món real, però, el més corrent és fer una barreja de les topologies en funció de quin és l’objectiu que persegueix cada una de les xarxes que tenim.

Quan una LAN creix, és possible que sigui aconsellable pel control del trànsit de la xarxa, que aquesta sigui dividida en parts més petites, que anomenarem segments. Això dóna com a resultat que la xarxa es transformi en un grup de xarxes, cada una de les quals necessita una adreça individual.

En aquest moment existeixen un gran número de xarxes, les xarxes d’ordinadors separades són corrents en oficines, escoles, negocis... És convenient que aquestes xarxes separades es comuniquin entre elles a través d’Internet. Tot i això, s’ha de fer a través d’esquemes de adreçament raonables i dispositius adequats. De no ser així el trànsit de la xarxa es congestionaria seriosament i ni les xarxes locals ni Internet funcionarien.

66


1.4.2 Components físics LAN

1.4.2.1 Servidors

Són nodes especialitzats en brindar serveis a la resta dels nodes de la xarxa. Existeixen molts tipus possibles de serveis, però els més comuns són els de discs i fitxers, impressores i comunicacions.

Un servidor queda definit pel tipus de servei que dóna, però pot donar diversos serveis (podríem donar servei de discs i impressores en el mateix servidor)

5. Executen el Sistema Operatiu de Xarxa i dóna servei a les Estacions de Treball.

Solen ésser els ordinadors més potents i òptims per a les tasques de les que s’han d’encarregar. (emmagatzemament massiu de dades i processos intensius)

Els servidors poden estar dedicats ( si només fan funció de servidor i ningú no els utilitza) o no dedicats ( quan a més de fer de servidor podem utilitzar-lo com estació de treball, cal tenir en compte que en aquest cas, té menys rendiment)

Les característiques fonamentals pel disseny d’un servidor són:

• Potència de procés: La major part dels servidors tenen una exigència alta pel que fa referència a velocitat de procés.

La majoria dels servidors tenen processadors centrals d’alt rendiment, també és comú que el seu sistema operatiu central estigui composat per diverses CPU, fent servir sistemes operatius que suportin multiprocés. ( Pentium, Sparc, PA-800, AXP ) • Memòria RAM: Un servidor consumeix molta RAM, per això és

recomanable que la quantitat de memòria sigui alta.• Capacitat d’emmagatzemament en disc: Un servidor de discs o fitxers i de

impressores ha de tenir una gran capacitat d’emmagatzemament. Ja que tots els usuaris de la xarxa podran connectar-se als seus serveis.

És normal que els discs siguin SCSI pel seu rendiment superior.També calen mecanismes de seguretat dels discs, bé per duplicació automàtica de la informació o bé per un sistema de redundància basada en la paritat. La tecnologia més utilitzada és la RAID (Redundant Arrays of Inexpensive Disks).• Connexió a la xarxa: El sistema de connexió a la xarxa ha de ser eficaç ja

que suportarà tot el tràfic generat entre ell i els seus clients de la xarxa.

Podem classificar els servidors de xarxa a partir de tres aspectes fonamentals:

• En funció de serveis prestats ( Servidors de discs, servidors d’impressió, ... ) • En funció de la xarxa a la que es connecten ( servidor LAN, servidor WAN,

Servidor LAN-WAN)• En funció del sistema operatiu utilitzat

67


1.4.2.2 Estacions de treball

Els ordinadors que es connecten a la xarxa. Solen ser ordinadors amb un Sistema Operatiu propi, però poden ser ordinadors sense disc dur o disqueteres que arranquen per la xarxa, amb una rutina ROM, el sistema operatiu que se li indiqui.

Tots els ordinadors de propòsit general poden actuar com una estació de treball client en una xarxa; encara que els qualitats més apreciades en una estació de treball:

a) Potència de procés: La potència pot ser baixa, mitjana o alta. Una estació de baixa potència és un punt d’accés als serveis de la xarxa, en la que no cal una execució d’aplicacions d’usuari.

b) Subsistema gràfic: En la major part de les estacions de treball s’exigeix que el subsistema gràfic de l’ordinador sigui potent, ja que està en contacte directe amb l’usuari.Això no és estrictament necessari en servidors.

a) Connectivitat a xarxa: No totes les estacions tenen les mateixes necessitats d’intercanvi de dades amb altres ordinadors de la xarxa. Les estacions de dades amb altres ordinadors de la xarxa.

b) Capacita d’emmagatzemament en disc: Hi ha estacions de treball amb disc dur i sense ell. Si una estació de treball no té disc és perquè el seu sistema operatiu ha de ser descarregat des d’algun servidor a través de la xarxa.

1.4.2.3 Plaques d'interfície de xarxa

Una targeta d’interfície de xarxa (NIC) és una placa de circuit imprès que proporciona les capacitats de comunicació de xarxa des de i cap a un ordinador personal. També s’anomena adaptador LAN; s’endolla a la placa base i proporciona un port de connexió a la xarxa. Aquesta targeta es pot dissenyar com una targeta Ethernet, Token Ring o una targeta d’interfície de dades distribuïda per fibra (FDDI).

Una targeta de xarxa es comunica amb la xarxa a través d’una connexió sèrie i amb l’ordinador amb una connexió paral·lela. Cada targeta requereix.

Per poder funcionar en DOS o Windows cada targeta ha de tenir una IRQ, una adreça de d’E/S i una adreça de memòria superior.

En la instal·lació de les targetes de xarxa s’han de tenir en compte diversos paràmetres (tot i que alguns sistemes operatius moderns sovint fan la feina de canviar-ho automàticament)

68


1. IRQ (Interrupt Request)La targeta envia al processador una senyal avisant-lo de que necessita la seva atenció. Aquest avís es fa via IRQ.L’IRQ serveix per identificar-se davant del processador i per aquest motiu, els dispositius que fan servir IRQ han de tenir un IRQ en exclusiva(en un PC hi ha 16 IRQ (0 ...15) )

1. Adreça d’Entrada / SortidaLes targetes de xarxa incorporen RAM que fan servir com a buffer per evitar col·lapses. (La comunicació entre CPU i Targeta és en paral·lel, mentre que l’envio de dades de la targeta enfora és en sèrie)

Mides típiques d’aquest bloc de memòria o buffer poden ser 16 o 32 Kbytes.

Al instal·lar la targeta s’ha d’indicar quina adreça de memòria farem servir i cap més programa podrà utilitzar-la.

● DMA ( Direct Memory Acces)Quan un perifèric o targeta necessita transmetre dades a la memòria central, un controlador hardware anomenat “controlador DMA”, posa d’acord a la memòria i a la targeta sobre els paràmetres en que es produirà l’enviament de dades, sense que calgui utilitzar la CPU.

Per poder utilitzar aquest sistema cal definir quin canal de DMA farà servir, sempre que no l’hagi de fer servir una altra targeta. (En targetes modernes es fa servir poc)

● Adreça del port d’Entrada / SortidaEl port d’Entrada / Sortida és un conjunt de bytes de memòria en els que processador central i perifèrics intercanvien dades d’Entrada/Sortida i de l’estat en que s’efectuen les operacions.

● Tipus de transceptorAlgunes targetes de xarxa incorporen diverses sortides amb diversos connectors, targetes combo, de forma que es poden escollir entre ells en funció de les necessitats.

● Memòria ROM de la targetaS’ha de vigilar de que no hi hagi conflictes. Aquesta memòria a vegades es fa servir per indicar als PCs sense discs on han de trobar el sistema operatiu.

Tradicionalment, aquests paràmetres es configuraven en la targeta a través de ponts (jumpers) i commutadors (switches). Actualment està molt estès el mode de configuració per software, que no requereix la manipulació per hardware.

Per seleccionar una targeta de xarxa, s’han de tenir en compte els tres factors següents:

• Tipus de xarxa (Ethernet, Token Ring o FDDI)• Tipus de medis (parell trenat, cable coaxial o fibra òptica)• Tipus de bus del sistema (PCI o ISA)

69


Instal·lar una NIC

La NIC permet que hosts es connectin en xarxa i per tant es considera un component clau. De tant en tant, es possible que necessitem instal·lar una NIC. Aquestes són algunes de les situacions possibles en les que s’ha de fer:

1. Agregar una targeta de xarxa en un ordinador que no en té.2. Canviar una NIC defectuosa o danyada3. Actualitzar una NIC de 10 Mbps a una de 10/100 Mbps4. Canviar la configuració de la NIC fent servir un jumper, que és un pont de

metall de plàstic que encaixa en un parell de pins

Per poder fer la instal·lació, s’han de conèixer les següents coses:1. Coneixement sobre la configuració de la targeta de xarxa, incloent jumpers, el

software “plug-and-play” i la EPROM2. Ús dels diagnòstics de targetes de xarxa, incloent els diagnòstics proporcionats

pels distribuïdors i proves de loopback3. Capacitat per resoldre conflictes de Hardware (IRQ, adreces E/S i DMA)

http://www.linfield.edu/~darnett/helpages/NICinstall/configcardPCref.htmlhttp://www.linfield.edu/~darnett/helpages/NICinstall/NICStart.html

1.4.2.4 Cablejat

Una part molt important de la implantació d'una xarxa local consisteix en decidir quin és el medi que es farà servir. Això sovint, ens porta a formular preguntes relacionades amb l’ample de banda que requereixen les aplicacions d’usuari. Per prendre aquestes decisions ens basarem en:

Millor descàrrega d’arxius Descàrrega d’arxius típica

T = S/BW

T temps

S Mida de l’arxiu en bits

BWMàxim ample de banda teòric de l’enllaç més lent entre el host i el destí

T = S/P

T temps

S Mida de l’arxiu en bits

PRendiment real en el moment de la transmissió (mesurat en bits per segon)

● El tipus de cable determina les característiques de la xarxa (velocitat, seguretat desitjada, etc..)

● S’ha de vigilar que el cable satisfaci les necessitats actuals, però també les futures necessitats. Per això normalment ens haurem de basar en algun estàndard existent (EIA/TIA-568)

Les funcions bàsiques de tots els medis consisteixen en transportar un flux d’informació, en forma de bits i bytes, a través d’una LAN. Excepte en el cas de les LAN inalàmbriques (que fan servir l’espai com a medi) i les noves PAN (xarxes d’àrea personal, que fan servir el cos humà com a medi), per forma general, els medis limiten les senyals de xarxa a un cable o fibra.

Generalment es trien els medis tenint en compte tres factors: longitud del cable, cost i facilitat d’instal·lació.

70

http://www.linfield.edu/~darnett/helpages/NICinstall/configcardPCref.html

http://www.linfield.edu/~darnett/helpages/NICinstall/NICStart.html


1.4.2.5 Repetidors

El que fan simplement és retransmetre el senyal que els arriba i per tant no entenen el significat de les senyals que els arriben.

El propòsit d’un repetidor és regenerar les senyals de xarxa a nivell de bits per permetre que els bits puguin viatjar a més distancia a través dels mitjans.

El terme repetidor es fa servir tradicionalment a un dispositiu amb un sol port d’entrada i un sol port de sortida. Tot i això, en la terminologia que es fa servir en l’actualitat, el terme repetidor multiport es fa servir també amb freqüència.

• Permeten incrementar la mida de la xarxa perquè al repetir una senyal l’amplifiquen, però no canvien la informació ni fan cap mena de filtrat. (així podem allargar el cable)

• Pot haver-n’hi de més intel·ligents que facin detecció d’errors i aïllin errors en trams (però no és el corrent)

• Són molt barats.

Els repetidors només regeneren els bits, però no filtren el flux de dades, per tant col·locar repetidors només incrementa la llargada del domini de col·lisió (grup d’ordinadors que comparteixen el medi)

1.4.2.6 HUBS

A mesura que l’ús dels ordinadors en les empreses augmentava, aviat es va veure que fins i tot les LAN no eren suficients. En un sistema LAN, cada departament, o empresa, era una espècie d’illa electrònica. I el que feia falta era una forma eficient de transferir informació entre ells.

El funcionament d’un hub és pràcticament idèntic al d’un repetidor. Per això els hubs també s’anomenen repetidors multilloc. Tot i així, als Hubs ara se’ls han afegit funcions diverses:

1. Permeten la connexió entre HUBs2. Detecció d’errors3. Funcions d’administració (estadístiques per port, SNMP, ...)4. Creació de segments lògics dins del propi HUB5. Encaminament d’alta velocitat entre xarxes6. Circuits dedicats entre nodes terminals

71


* Un HUB es un dispositiu simple, això influeix en dues característiques: el preu és barat i no genera cap mena de retard en els missatges.

* El funcionament bàsic del HUB és que repeteix la senyal que rep per tots els canals que té connectats. (això porta a l’increment de col·lisions en cas d’increment d’ús). Per assegurar-se que la informació arriba al destinatari, el HUB envia informació a ordinadors que no estan interessats en ella. ( I només un dels ordinadors vol la informació!!)

* Aquest trànsit afegit genera més probabilitats de que es produeixin col·lisions. (quan dos ordinadors transmeten simultàniament els missatges al xocar es perden i s'han de tornar a enviar) . A mesura que afegim ordinadors a la xarxa, augmenten les probabilitats de col·lisió.

* Els HUB funcionen a la velocitat del dispositiu més lent de la xarxa. Això passa perquè el HUB no té capacitat d'emmagatzemar res, per tant tot el que li arriba ho ha de transmetre, si rep a 100 ha de transmetre a 100, i per tant si tingués connectat un dispositiu a 10 no seria capaç d'absorbir tota la informació i fallaria.

Hi ha dues classificacions de HUBS:

• Actius / passius: La majoria dels HUBS actuals són actius. Prenen energia d’una font d’alimentació per regenerar el senyal de xarxa.Però n’hi ha alguns que simplement el que fan és dividir la senyal entre els usuaris (més o menys com un lladre de corrent elèctrica), però no regeneren el senyal elèctric i per tant no allarguen la longitud del cable.

• Una altra classificació que es fa és en HUBS intel·ligents i HUBS no intel·ligents. Els HUBS intel·ligents tenen ports de consola, i permeten ser programats per poder administrar el trànsit de la xarxa.

En una xarxa token ring, els HUBS s’anomenen concentradors.

Les funcions més corrents són que el HUB faci: • De Repetidor• Permeti connexió entre Hubs

Els HUBS tampoc no eviten que s’incrementi el domini de col·lisions.

72


1.4.2.7 Bridges o ponts

Són dispositius que actuen a la capa d’enllaç de dades. Uneixen xarxes amb adreces compatibles MAC (Media Acces Control) (Ethernet, Token Ring .. ).

El propòsit d’un pont és filtrar el trànsit d’una LAN, perquè el trànsit local segueixi essent local, però permetent la connectivitat a d’altres segments de la LAN. Per detectar cap a quin costat del pont va el trànsit que rep el pont verifica les adreces que hi ha dins dels paquets (adreces MAC).

Per saber en quin costat estan els ordinadors, el pont rastreja quines són les adreces MAC de cada costat del pont i pren les seves decisions basant-se amb les llistes que ha descobert.

L’aspecte dels ponts varia enormement segons el tipus de pont. Encara que els routers i els switchs han adoptat moltes de les funcions del pont, aquests segueixen tenint importància en moltes xarxes. Per entendre la commutació i l’encaminament cal entendre com funciona un pont.

Tradicionalment, el terme pont es refereix a un dispositiu de dos ports. A pesar d’això hi ha diferents ponts amb 3 o més ports.

Els bridges al separar les xarxes en dues, aconsegueixen reduir el domini de col·lisions.Les funcions que ofereixen són:

1. Enviament de trames: quan arriba un paquet, s’examina l’adreça per determinar si s’ha d’enviar a través del pont o no.

2. Resolució de bucles: Les xarxes grans poden generar bucles que facin que els paquets rodin indefinidament, els ponts s’encarreguen de resoldre aquests bucles.

Els ponts poden ser de tres tipus, en funció de la seva intel·ligència:

1. Static Bridges: Es configuren mitjançant un teclat o pins les adreces MAC de tots els nodes connectats a cada tram. (obsolets)

2. Learning Bridges: Construeixen una taula dinàmicament (al principi en mode transparent). De la informació que els arriba, aprenen quins dispositius estan a cada costat del pont. Si es creen camins redundants, es té tolerància a fallades.Si el Bridge té distribució de càrrega, fa servir els camins redundants per aconseguir un millor rendiment de la xarxa.

3. Source Routing Bridges: El node origen inclou informació de les rutes en el paquet i els bridges la fan servir.

73


1.4.2.8 Switchs o commutadors

El commutador és un dispositiu de xarxa que permet crear línies dedicades entre dos punts qualsevol, de manera que s’eviten col·lisions en la xarxa.

El Switch es basa en les adreces MAC, com els ponts. De fet el podem anomenar pont multiport.

Quan parlem d'un Switch ho fem referint-nos a un de nivell 2, és a dir, dels que pertanyen a la capa d'enllaç de dades. Normalment a un switch d'aquesta classe no li cal cap tipus de gestió (no hi accedim). N'hi ha alguns que si que permeten gestió, però és molt rudimentària.

* El “switch” coneix els ordinadors que té connectats a cada un dels seus ports. Quan en la especificació del "switch" hi especifica “8k MAC address table” vol dir que la memòria que el switch destina a emmagatzemar les adreces és de 8k.

Al engegar el "switch" no coneix les adreces dels ordinadors i les aprèn a mesura que circula la informació a través seu. Quan un switch no coneix l'adreça MAC de destí envia la trama per tots els ports (com ho fan els HUB). Quan hi ha més d'un ordinador connectat a un port del HUB, s'aprèn les adreces MAC.

Quan enviem missatges a C no hi hauran mai col·lisions.

Les úniques col·lisions es produiran quan enviem missatges a A i B alhora perquè

depenen del HUB

* El “switch” emmagatzema la trama abans de reenviar-la. (store & forward). Això ens permet descartar paquets defectuosos i adaptar la velocitat de diferents dispositius.La memòria RAM d'un switch sol servir per guardar els paquets abans d'enviar-los i sol estar compartida entre tots els ports.

Hi ha més sistemes com "Cut-through" (rebre els 6 bytes de la trama i a partir d'aquí ja envia cap al destinatari) però aquest sistema no permet descartar paquets defectuosos.

El “Fragment-free” consisteix en rebre els primers 64 bytes d'una trama perquè és en aquests on es produeixen la majoria de les col·lisions i errors.

* Un “switch” modern sol tenir “Auto-Negotation”, es a dir, negocia amb cada un dels dispositius la velocitat de funcionament, 10 Mb ó 100 Mb, i si ha de funcionar amb “full-duplex” o “half-duplex”.

* Velocitat de procés: Per fer tot el que hem definit, cal que el "switch" tingui un processador i ha de ser el més ràpid possible. També hi ha un paràmetre conegut com "back-plane" que defineix l'ample de banda màxim que suporta el "switch".

El "Back-plane" depen del processador, del número de trames que és capaç de processar.

74


Ex. 100 Mb x 2 (cada port pot enviar 100 Mb i rebre 100 Mb en full-duplex) x 8 ports = 1'6 Gb

Això ens indica que perquè un switch de 8 ports ha de tenir almenys un back-plane de 1'6 Gb per anar bé. (normalment es fan de menys perquè és improvable que tots els ports emetin alhora a màxima velocitat)

* Si un node pot tenir diverses rutes alternatives per arribar a un altre “switch”, té problemes per aprendre’s la seva adreça ja que apareixerà en dues de les seves entrades. (Això es coneix com bucle (loop) i pot estar marcat per un led en el frontal del switch.

* El protocol Spanning Tree Protocol IEEE 802.1d s’encarrega de resoldre problemes de males instal·lacions. Els “switch” domèstics no sempre el tenen i per tant s'ha de intentar evitar fer instal·lacions amb bucles.

* Existeixen “switch” de nivell 3, que es diferencien dels routers en que el seu hardware és més específic i dissenyat especialment per a dur a terme aquestes funcions.

Els switch domèstics han baixat tant de preu que val la pena comprar-ne un en comptes de comprar un HUB. (sobretot per compartir connexions ADSL i poder tenir de 100 Mb entre els ordinadors.

1.4.2.8.1 VLAN

VLAN significa Virtual Local Area Network (Xarxa d'Àrea Local Virtual), i és una tecnologia que ens permet tenir diferents LANs en el mateix switch. El més corrent és fer-les servir per separar departaments d'una organització.

Es poden configurar via estàtica (cada port s'assigna a una LAN i els solen anomenar 'trunks') o dinàmicament a partir de les seves adreces MAC. Internament les VLAN es gestionen a partir d'un identificador que no pot ser canviat i que serveix per identificar a quina VLAN van dirigits els paquets

Hi ha molts tipus de protocols VLAN, (802.1q, ISL ...) però un dels més populars és el de CISCO DTP (Dynamic Trunking Protocol) que està pensat per negociar el 'trunking' entre dos switchs.

Per defecte els switchs Cisco Catalyst estan configurats per fer servir autonegociació, i no es pot crear un 'thrunk' entre dos ports mentre es funciona amb aquest mode (Access Link).

75


1.4.2.9 Routers

Actuen a un nivell més alt que els ponts. Detecten quin és el protocol que circula per ells (IP, IPX .. ) i el fan servir per extreure’n conclusions. Al treballar a nivell de xarxa, poden prendre decisions en funció de grups d’adreces.

Els routers són commutadors de paquets dependents del protocol. Obtenen dels paquets a nivell de xarxa que els arriben, l’adreça d’origen i destí del paquet. I depenent de l’adreça del destí, envien el paquet a un costat o a un altre. Els routers són els dispositius de regulació del trànsit més importants i de més gran envergadura. Permeten que pràcticament qualsevol tipus d’ordinador es pugui connectar amb un altre que estigui a l’altra banda del món.

Els routers es poden fer servir per connectar diferents tecnologies de xarxa (com per exemple: Ethernet, Token-Ring i FDDI). A pesar d’això, donada la seva aptitud per dirigir els paquets basant-nos en la informació del nivell 3, els routers s’han transformat en el backbone d’Internet amb el protocol IP.

A més del funcionament bàsic, els routers poden executar altres funcions:

Característiques: 1. Filtren paquets de dades2. Cooperen els uns amb els altres3. Aïllen el trànsit entre les xarxes4. Connecten xarxes diferents5. Fan servir algorismes intel·ligents d’encaminament6. Veuen cada tram amb una adreça diferent7. Depenen del protocol que facin servir (IP, IPX ... )

Un router pot tenir diferents tipus de ports d’interfície (connectors de xarxa, o sèries per connexions WAN). De fet els de games més altres els solen tenir.

Quan un router rep informació fa:

• Comprova si el paquet té errors amb el checksum• Es descompon la informació a nivell físic i d’enllaç• Avalua la informació a nivell de xarxa

4. Si el paquet va dirigit al router, se’l queda5. Si el paquet va dirigit a un destí dins de la pròpia xarxa, l’entrega6. Si existeix una llista de filtrat, es comprova l’adreça i si cal, es descarta.7. S’envia al router adequat perquè tracti el paquet de forma adequada8. Si no coneix el router de destí o el paquet fa molt que roda, el descarta.

La forma de seleccionar la següent passa cap al destí es fa amb protocols d’encaminament. D'aquests n'hi ha de molts tipus però els podem classificar en:

• Orientats a la connexió: Definim circuits virtuals (més d’un per poder balancejar el trànsit de xarxa)

• No orientats a la connexió: La informació va en els datagrames que s’envien al destí i no tenen perquè recórrer el mateix camí (així es poden sortejar les congestions).

76


Algorismes d'encaminament:

Els routers es fan una taula amb l'encaminament on s'especifica quines xarxes i estacions estan al seu abast. La taula d'encaminament defineix com està formada la xarxa:

– Algorismes d'encaminament estàtic: Requereixen que les taules siguin entrades per l'administrador de la xarxa. No poden aprendre res o sigui que les modificacions que s'hi facin s'hagin d'entrar.

– Algorismes d'encaminament adaptatius: Poden aprendre's automàticament els camins. Per tant són molt més flexibles que les anteriors.D'aquests hi ha:

* Algorisme del camí més curt: L'algorisme calcula un valor per cada connexió. Aquest valor es pren basant-se en una mètrica: el número de salts per arribar-hi, la velocitat, el cost, la distància geomètrica, etc..

* Encaminament de camí múltiple: Alguns encaminadors poden guardar diferents rutes per un mateix camí. D'aquesta forma poden calcular l'ample de banda de cada una de les rutes com si fossin un sol enllaç

* Encaminament de gestió centralitzada: Cada node informa periòdicament a un router central tant de la topologia que observa com dels possibles problemes: trànsit, congestió, etc..El router central coneix perfectament com està la xarxa. Però hi ha molt de trànsit i els routers més propers al node central es congestionen fàcilment degut a la gran quantitat de missatges.

* Encaminament aïllat: Renuncien al encaminament central en favor d'una flexibilitat major.

* Algorisme de la patata calent o hot potato: Quan el router rep un paquet, l'envia tan ràpidament com pot per la línia que tingui menys feina.

* Algorisme de retroaprenentatge o backward learning: Aprèn com està la xarxa observant els paquets que arriben. Fan el mateix que els switch però amb adreces de tercer nivell

* Algorisme d'inundació: Quan un router no sap el camí l'envia per totes les línies i així s'assegura que arribarà. Això fa que hi hagi molt de trànsit per la xarxa i que els altres routers hagin d'eliminar molts paquets per evitar creixements exponencials

* Encaminament jeràrquic: Quan les xarxes són molt grans és difícil que un sol router tingui tota la informació d'encaminament de la xarxa. A més els canvis són constants, i així no tindrem mai la informació bé. Per això es crea una jerarquia per poder controlar la xarxa.

Comercialment cada router té un o més algorismes per decidir el camí que han de seguir els paquets que passen per la xarxa. Per exemple és corrent que un router faci servir un algorisme d'inundació quan l'encenen i un cop coneix la topologia de la xarxa canvia per

77


fer servir un algorisme més eficient. A més a l'hora de prendre les decisions sovint en poden fer servir més d'un. Els més corrents són:

• RIP (Routing Information Protocol): És un algorisme de tipus vector basat en la RFC 1058 i és apropiat per xarxes petites. RIP fa servir el port UDP 520 per l'intercanvi d'informació d'encaminament amb els altres routers, que es calcula amb el número de salts de xarxa perquè el paquet arribi al destí.

• OSPF (Open Shortest Path First): és un algorisme que es caracteritza per fer la ruta més petita de les disponibles

• BGP (Border Gateway Protocol): És un protocol de frontera exterior, s'executa en els routers que estan en les capes externes (al perímetre) i facilita molt l'intercanvi de rutes amb els encaminadors exteriors. BGP fa servir TCP en el port 179.

També es corrent que hi hagi rutes per defecte que són rutes a les que s'envia un paquet quan cap de les rutes de la taula serveixi per dirigir el missatge.

1.4.2.10 Gateways

El terme gateway es fa servir de forma inconsistent en les discussions. A vegades quan es para d’un gateway ho entenem com un simple router que connecta una LAN a una xarxa més gran, i a vegades com un dispositiu de rutejat que fa algun tipus de traducció de protocols.Actuen en la capa d’aplicació i per tant el que fan és intercanviar dades entre diferents programes.

78


1.4.2.11 Mòdems

La paraula Mòdem ve de Modulador-Demodulador, i precissament això és el que fa: Modula (agafa una senyal digital i la converteix en analògica) i Demodula (Agafa una senyal analògica i la converteix en digital).

Senyal digital Senyal analògica

Senyal analògica Senyal digital

El mòdem és un aparell que es fa servir normalment per enviar dades digitals a través d’una línia telefònica convencional.

El mòdem que envia dades les envia en una senyal compatible amb la línea telefònica i el mòdem receptor fa el procés contrari.

En el cas de mòdems sense fils, el procés és el mateix, però la senyal generada és una senyal de ràdio.

Els mòdems van aparèixer durant els anys 60, per permetre als terminals “tontos” connectar-se als ordinadors a través de línies telefòniques.

Bauds. Número de vegades de canvi de voltatge del senyal per segon en la línia de transmissió. Els mòdems envien dades com una sèrie de ttons a través de la línia telefònica. Els tons s'engeguen i s'apaguen per indicar un 0 o un 1. El baud és el número de vegades que aquests tons es posen a ON o a OFF. Els mòdems moderns poden enviar 4 o més bits per baud. Bits por segundo (BPS). És el número efectiu de bits per segon que es transmeten per una línia per segon. Un mòdem de 600 bauds pot transmetre a 1200, 1400 o a 9600. El senyal està format per diferents tons que van al destí.

79

MODULADOR

DEMODULADOR


1.4.2.11.1Connexió del mòdem

Els mòdems es connecten a la línea telefònica a través d’un connector telefònic normal.

Pel que fa a la connexió amb l’ordinador s’han definit diversos estandards de connectivitat. El més corrent és la proposada per la norma RS-232 o V.24 i V.28.

La Interficie RS-232-C defineix unes característiques elèctriques de les que són les més importants:

• Les senyals han de ser binaries i sense balancejar• La tensió no ha de superar els 25 volts en circuit obert• La tensió d’utilització de l’equip pot ser positiva ( 0 lògic ) o negativa ( 1 lògic )

i el seu valor ha d’estar entre 5 i 15 volts.• La resistència de càrrega ha de ser superior a 3000 ohms i inferior a 7000 ohms.• La capacitat de càrrega ha de ser inferior a 2500 picoFarads.

La norma estableix connectors de 25 pins o de 9 pins:

80


La connexió entre els RS-232 dels dos costats és la següent:

2 TD 3 RD3 RD 2 TD4 RTS 5 CTS5 CTS 4 RTS6 DSR 20 DTR7 MASSA 7 MASSA

20 DTR 6 DSR

• DTR (Data Terminal Ready): Terminal de dades preparat. Aquesta senyal s’envia inicialment pel terminal al mòdem per dir-li que està preparat per entrar en comunicació.

• DSR (Data Set Ready): El mòdem està preparat. Quan el DTR s’activa, seguidament el mòdem activa aquest

• RTS (Request To Send): Petició d’emissió. Una vegada el ETD vol enviar dades activa el RTS per avisar al mòdem de que vol enviar.

• CD (Carrier Detect): Detecció de portadora. Quan un mòdem llegeix la senyal RTS dispara els circuits d’enllaç enviant al mòdem remot una senyal de portadora. El mòdem remot activa la senyal de CD i avisa al seu terminal de que el mòdem remot està preparat per rebre dades.

• CTS (Clear To Send): Preparat per transmete. És una senyal que envia el mòdem al terminal per indicar-li que està preparat per enviar dades. ( ha d’haver rebut un CD)

• TD (Transmit Data): Transmissió de dades. Aquesta línea és el canal pel que s’envien les dades.

• RD (Receive Data) Recepció de dades. Les dades emeses pel TD es reben en el receptor a través del RD.

• TC (Transmit Clock): Transmissor de rellotge. En el cas de les transmissions síncrones s’ha d’enviar una senyal de rellotge per mantenir la sincronització i es fa per aquesta línea.

• RC (Receive Clock): Recepció de rellotge. La senyal TC es rep en l’altre extrem per aquest pin.

• GND o TERRA. Terra. És la línea que serveix per unificar els terres de l’emisor i del receptor.

• SGND. Signal Ground. Senyal de referència de terra. Estableix el nivell de tensió de referència per poder distingir els valors de cada un dels bits.

El RS-232 no és la única norma de connexió. Altres normes són RS-422 i RS-423 però estan menys esteses.

81


Procés de connexió amb un mòdem

El procés de connexió de dos ordinadors fent servir mòdems es descriu en aquesta taula. En la connexió hi participen dos ordinadors amb els seus mòdems que es troben connectats a la xarxa telefònica.

A l'ordinador que es genera la connexió l'usuari treballa sobre un programa de comunicacions que permet actuar sobre el mòdem.

Usuari Programari Mòdem truca Mòdem respon

1Selecciona "dial" en el

menú del programa o marca a la línia de comandes.

Posa a ON la senyal DTR i envia al mòdem la comanda

de trucada ATDT 055

El mòdem connecta l'altaveu i despenja la línia, espera el to de

trucada i marca el número de telèfon..

2Mira els codis de retorn del

mòdem per saber si tot ha anat bé

Espera la resposta durant un tems determinat pel registre S7.

3 La línia de telèfon sona

4El mòdem detecta la

trucada i contesta amb el to de resposta de la línia.

5El mòdem detecta el mode de resposta i posa la portadora de

principi en línia.

6Els mòdems es posen d'acord

en la modulació i la velocitat a fer servir.

Els mòdems es posen d'acord en la modulació i la velocitat a fer servir.

7Els mòdem determinen la

tècnica de compressió i control d'errors a fer servir.

Els mòdem determinen la tècnica de compressió i

control d'errors a fer servir.

8

Envia el codi de retorn “connect” al PC, apaga

l'altaveu i posa en on el senyal de CD.

9

Detecta el codi de retorn i/o la senyal de CD i informa a

l'usuari que la connexió està establerta.

10 Comença la connexió amb el host

Gestiona la sessió de comunicacions, vigila la pèrdua

de portadora comprovant ell senyal CD.

Envia i rep dades Envia i rep dades

11Quan ja està acaba la comunicació amb la

comanda de desconnectar.

Posa a OFF la senyal DTR o envia +++ seguits per ATH

12 Penja el telèfonDetecta la pèrdua de senyal de portadora i

penja.

82


1.4.2.11.2 Tipus de mòdems

a) Mòdems Interns

Són una targeta d’expansió que s’instal.la en el bus de dades de l’ordinador. Fins avui bàsicament n’hi ha hagut de tres tipus:

• Mòdems ISA: Feien servir el vell bus de comunicacions, ja pràcticament no en queden

• Mòdems PCI: Els més corrents en l’actualitat. Fan servir el bus PCI per transferència de dades entre mòdem i PC

• Mòdems AMR: Només estan disponibles en plaques molt modernes. Són barats, però tenen poc rendiment.

Característiques:- Tenen una alta integració amb l’ordinador- No ocupen espai en la taula- Agafen directament l’electricitat de l’ordinador i per tant no els

cal un endoll extra.- Són més barats. (no necessiten ni carcassa, ni transformador)- Només podem saber l’estat del mòdem per software. No podem

comprovar què està fent mirant els llums.- Ocupen IRQ de l’ordinador.

b) Mòdems Externs

La connexió amb l’ordinador es fa per mitjà dels ports sèrie (COM) que fan servir el xip d’UART de l’ordinador.

Al llarg de la història dels PC hi ha hagut diferents UARTS:

• UART 8250 Es feien servir fins als 80486 i eren bones per velocitats de fins a 14.400 bps

• UART 16550 Permet velocitats de fins a 115.200 bps i n’hi ha diverses variants més modernes ( UART 16550AF ... )

• UART 16450 UART antiga, però que només ens permet que funcionin correctament els mòdems de fins a 28800 bps.

És fàcil saber quina UART té un ordinador, gairebé tots els programes de diagnòstic ens diuen quina tenim. (fins i tot l’antic MSD.EXE que venia amb el MS-DOS 6.1 ho fa).

Característiques

83


- Fàcilment transportables a qualsevol lloc.- Podem saber-ne l’estat mirant els llums del frontal

MR Modem Ready: El mòdem està preparatHS High Speed: Comunicació d’alta velocitat (56K)CD Carrier Detect: Rebem comunicació de l’altre mòdemOH Off Hock: La línea està okSD Send Data: Estem enviant dadesRD Receive Data: Estem rebent dadesTR Terminal Ready: El PC està preparatAA Auto Answer : El mòdem està en estat de resposta

automàticaPWR Power : Mòdem connectat a la línia elèctrica

No sempre tots els llums estan disponibles en tots els ordinadors

- Cal un endoll pel transformador- No ens ocupen cap dels espais per targetes d’expansió i per tant

no fan servir cap IRQ.c) PC-CARD

Són els mòdems dels ordinadors portàtils. Són de la mida d’una targeta de crèdit, una mica més gruixuts.

Les seves capacitats són semblants a les d’un mòdem d’un altre tipus.

d) Mòdems HSP, Software o WinMòdems

Són mòdems interns als quals se’ls han eliminat parts electròniques de manera que les funcions eliminades les ha de fer el processador.

Han de portar un driver que faci totes les funcions que s’han retirat (per aquest motiu, aquests mòdems només solen funcionar en Windows)

Característiques:- Com que tenen menys peces són més barats- El processador que els ha de fer servir, ha de ser més potent, ja

que es veu obligat a fer la feina que el mòdem ja no fa.- El rendiment del mòdem depèn de la quantitat de programes que

tinguem engegats (com més carreguem el processador menys temps li quedarà per fer de mòdem)

- Normalment el software només està disponible en Windows.- No tots són iguals, en funció de la quantitat de xips que se’ls

treuen necessitarem més programari o menys. En principi la existencia del xip DSP ajuda una mica.Conexant (HSP, DSP) , Lucent (DSP), PC-Tel (HSP), Intel (DSP), Motorola(HSP), US-Robotics, 3Com (DSP)

Per altres sistemes operatius podem trobar drivers per aquests tipus de mòdems per exemple a:

- http://www.linuxant.com/ - http://www.linmodems.org

84

http://www.linmodems.org/

http://www.linuxant.com/


1.4.2.11.3 Velocitats dels mòdems

Evidentment, com sabrà qualsevol que hagi treballat amb un mòdem, un mòdem no va mai a la velocitat màxima a la que pot anar, hi ha diversos condicionants que afecten a la velocitat que podem obtenir:

• Saturació de les línies• Baixa capacitat del proveïdor• Mala qualitat del mòdem• Mala qualitat de la línia.

Així, el corrent amb un mòdem de 33’6 Kbps no és anar a 4’2 KBps sinó al voltant de 3 Kbps.

Quan ens connectem amb un mòdem hi ha realment tres velocitats que hem de tenir en compte:

c) Velocitat nominal

És la velocitat màxima a la que es pot connectar un mòdem. Les velocitats de transferència dels mòdems han anat experimentant increments periòdicament:

300 bps 60s fins cap el 19831200 bps 1984 – 19852400 bps9600 bps 1990 – 199119’2 Kbps28’8 Kbps33’6 Kbps56 Kbps Estàndard 1999ADSL

La velocitat d’un mòdem es mesura amb les mateixes unitats amb que mesurem les velocitats de les xarxes: bits per segon (bps).

Això implica que per veure la velocitat real a la que descarreguem en un ordinador, que basa les seves dades en el Byte i no en el bit, hem de fer unes modificacions:

Ex. Quant de temps tardaríem com a mínim en descarregar un disquet de 1’44 MB amb un mòdem de 33’6 Kbps?

Suposem que anem a la velocitat màxima:

33.600 Kbps 4’2 KBps

1’44 MB 1’44 * 1024 = 1474,56 KB

Temps total = 1474’56 / 4’2 ≈ 352 segons = 5 minuts 52 segons.

85


d) Velocitat PC – Mòdem

Aquesta velocitat ha de ser la més gran de les tres (perquè sinó es creen ralentitzacions)

Ports SèrieQuan es fan servir màquines que encara tenen port sèrie, el PC rep les dades del mòdem i a més les ha de processar per obtenir-ne les dades, per això si la velocitat del PC i el mòdem és la mateixa que la de recepció de dades del mòdem, en poca estona tindrem que el PC no pot absorbir totes les dades que li arriben del mòdem i les haurà de rebutjar.

Aquestes velocitats depenen del xip UART, que és el que s’encarrega de controlar els ports sèrie.

Les velocitats recomanades són:

Velocitat mòdem Velocitat PC-Mòdem28800, 33600, 55600 bps 115.200 bps14400 bps o menys 57.600 bps

S’ha de vegilar que el Xip UART suporti les velocitats recomanades si volem tenir velocitats que s’acostin a la velocitat nominal.

Ports USBActualment la tendència general ha estat que totes les connexions per port sèrie acabin convertint-se en connexions a ports USB que disposen de més velocitat. Per això en sistemes moderns normalment no cal que ens hi preocupem gaire.

e) Velocitat de negociat

No tots els mòdems del món funcionen a la mateixa velocitat, per això en el moment d’establir una connexió, el mòdem ha de negociar a quina velocitat s’estableix la connexió. SEMPRE és com a màxim la velocitat del més lent.

Tot i així, problemes en la línia (fressa, mala qualitat, distància de la centraleta, etc ... ) poden provocar que la velocitat de negociat sigui inferior.

Mòdems de 56K

Com que són els mòdems que més s’utilitzen avui en dia, en farem uns breus comentaris:

• Els mòdems de 56K no funcionen ni a 57344 bps (56*1024) ni a 56000 bps sinó a 55600 bps. (l’aproximació a 56K és cosa dels fabricants)

• Els 55600 bps només són de recepció, a l’enviar només funcionen a 33600 bps (això es fa perquè es considera que la majoria de la gent es connecta a Internet i com que per Internet la tasa de recepció és més gran que la d’enviament, es fan asimètrics ... )

• Si pel camí la senyal es transforma varies vegades o som lluny de la centraleta, més de 5’6 Km, el rendiment del mòdem baixa.

86


• La velocitat real que s’aconsegueix, si tot va perfecte, és aproximadament 45000 bps.

• Hi ha tres normes de connexió a 56K que no poden interactuar entre elles (K56flex de Rockwell, x2 de US Robotics i l’estàndard el V90). Com que l’estàndard va tardar molt en sortir, els altres dos van aconseguir bona part del mercat.

• Perquè poguem funcionar a 55600, a l’altre costat hi ha d’haver un altre mòdem de 55600, i que faci servir el mateix que nosaltres x2 o K56flex o V90.

Sempre és millor comprar un mòdem de bona marca: US Robotics, Diamond, Sitre, Zoom, Motorola, Rockwell ... que no pas de marques desconegudes perquè no sempre tenen bona qualitat.

Tot i així, ens podem trobar amb una marca desconeguda que faci servir els xips de les marques bones.

1.4.2.11.4 Compressió de dades

Els mòdems incorporen mètodes de compressió de dades per incrementar la quantitat de dades que poden passar en una velocitat.

Tot i així, cal tenir en compte que els mètodes de compressió de dades només es poden fer servir si:

- Hi ha algun mètode de correcció d’errors- La velocitat PC-Mòdem és més alta que la velocitat Mòdem-Mòdem

Exemples d’estàndards de compressió de dades en mòdems són: MNP Level 3, MNP Level 4, V.24bis – MNP Level 5, HST (US Robotics)

• Microcom Network Protocol(MNP-5,7). Aquest protocol permet compressions de dos a un amb la mateixa velocitat de modulació.

• Norma V.42 bis (procedent del CCITT). Amb aquesta norma de compressió s'aconsegueixen ratis de compressió de 4:1.

Això són els màxims que es poden aconseguir. Les millors tases s'aconsegueixen amb fitxers que no estan comprimits (text per exemple)

Si s'envia la informació ja comprimida no es podrà comprimir més i en aquests casos el rendiment del mòdem baixarà perquè es perdrà el temps de compressió.

1.4.2.11.5 Control de flux

El control de fluxe és un mecanisme per mitjà del qual el mòdem i l'ordinador gestionen l'intercanvi d'informació. Aquests mecanismes permeten aturar el fluxe d'informació quan un dels dos elements no pot processar més informació i reanudar el procés tan bon punt estigui disponible.

Els mòdems fan servir dos tipus de controls de flux:

• RTS/CTS = “Hardware flow Control”. Funciona per Maquinari. Fa servir fils diferents dels que fem servir per transportar les dades. Controla el fluxe entre

87


Ordinador i mòdem. Aquest sistema és el més segur i el que suporta una operació adequada a altes velocitats.

• XON/XOFF = “Software flow control”. Funciona entre mòdem i mòdem i es fa per programa. Es fan servir dos caràcters especials XON i XOFF per controlar el fluxe de dades. No és un sistema gaire bo per altes velocitats.

1.4.2.11.6 Control d'errors

El problema del soroll pot provocar pèrdues importants de informació al mòdem a velocitats altes, per això s'han creat diverses tècniques de control d'errors. Quan se detecta un soroll en un mòdem amb control d'errors, tot el que s'aprecia és una breu inactivitat en l'enllaç de comunicacions, mentre que si no té control d'errors el resultat sol ser l'aparició de caràcters "basura", que obligarà a retransmetre la informació.

En alguns casos la tècnica de control d'errors està lligada a la tècnica de modulació:

• Mòdem Hayes V-Serie fa servir modulació Hayes Express i un esquema de control d'errors Link Access Procedure-Modem (LAP-M).

• Mòdem US Robotics amb protocol HTS fa servir una modulació i control d'errors propi de US Robotics.

Hi ha dues tècniques per control d'errors força importants:

• Microcom Network Protocol (MNP-1,2,3,4,) . • Norma V.42 (definida pel CCITT i inclou el protocol MNP-4) • Norma MNP 10. Correcció d'errors recomanada per comunicacions a través

d'enllaços mòbils.

Per exemple:

MNP4 Correcció d’errors a nivell de paquet i s’adapta a la qualitat de la línea de transmissió de forma flexible.Es fa servir en mòdems asíncrons

MNP3 Correcció d’errors a nivell de bit per SDLC en comunicació dúplex, síncron i està inclòs en la norma V.42. El terminal treballa en asíncron contra el mòdem i aquest en síncron contra l’altre mòdem.

1.4.2.11.7 Modulació

Velocitat de modulació = Velocitat a la que es generen les dades.

Dos modems per comunicar-se necessiten fer servir la mateixa tècnica de modulació. La majoria dels mòdems actuals són full-duplex. Alguns estàndards només permeten comunicacions asíncrones o asíncrones i síncrones. Les modulacions més freqüents:

CARACTERÍSTIQUES

Bell 103 Especificació del sistema Bell para un mòdem de 300 bauds, asíncron i full-duplex

Bell 201 Especificació del sistema Bell per un mòdem de 2400 BPS, síncron, i full-duplex.

Bell 212 Especificació del sistema Bell para un mòdem de 2400 BPS, asíncron, i full-duplex.

V.22 bis Mòdem de 2400 BPS, síncron/asíncron y full-duplex

88


V.29 Mòdem de 4800/7200/9600 BPS, síncron y full-duplex

V.32 Mòdem de 4800/9600 BPS, síncron/asíncron y full-duplex

V.32 bis Mòdem de 4800/7200/9600/7200/12000/14400 BPS, síncron/asíncron y full-duplex

Hayes Express

Mòdem de 4800/9600 BPS, síncron/asíncron y half-duplex. Només compatibles amb ells mateixos encara que els més moderns suporten V32

V.32

USR-HST Mòdem de USRobotics de 9600/14400 BPS. Només compatibles amb ells mateixos encara que els més moderns suporten V.32 y V32bis

V.32bis

Vfast Vfast es una recomanació de la industria de fabricants de mòdems. La norma Vfast permet velocitats de transferència de fins a 28.800 bps

V34 estàndard del CCITT per comunicacions de mòdem de velocitats de fins a 28.800 bps

Els sistemes de modular la senyal binaria per generar una senyal analògica són bàsicament 3:

- ASK (“Amplitude-Shift Keying”)

Consisteix en donar una amplitud diferent a cada un dels valors que volem retransmetre per la línea.

No es fa servir en mòdems, però si en enllaços de fibra òptica.

- FSK (“Frequency-Shift Keying”)

Consisteix en donar una freqüència diferent a cada un dels valors que volem transmetre.

En el gràfic veiem l’exemple més senzill, un valor de freqüències per 0 i un valor de freqüències per 1

89


Es sol fer servir en enllaços asíncrons. És el sistema ideal per operar a baixa velocitat, però té l’inconvenient del gran ample de banda que consumeix.

- PSK (“Phase-Shift Keying”)

Consisteix en variar la fase per cada un dels valors que volem transmetre.

En l’exemple veiem el sistema més senzill, 0 o 1, però podríem fer-ho amb més fases i enviar més informació a cada impuls.

És el sistema més eficient per transmetre dades binaries en presència de soroll. El desavantatge és que el disseny de l’emissor i del receptor és extremadament complicat.Ideal per transmissions síncrones.

- QAM (Quadrature Amplitude Modulation)

Alguns mòdems fan servir aquest sistema perquè és bastant eficient per obtenir el màxim rendiment d’un ample de banda limitat. És una combinació de la modulació de fase i d’amplitud.Envia més d’un bit en cada pols digital per optimitzar més la velocitat.

90


91


1.4.2.11.8 Normes de comunicacions

Les transmissions de dades per via telefònica es basen en una sèrie d’estàndards internacionals que especifiquen quines característiques han de complir els dispositius implicats en la comunicació.

Les Normes V són les més utilitzades en transmissions via mòdem i són unes “recomanades” especificacions mecàniques, elèctriques, funcionals i de procediment per a la comunicació que va establir el CCITT (International Telegraph and Telephone Consultative Comittee) que actualment s’anomena ITU-T (International Telecomunications Union)

Exemples d’aquestes normes:

V.22bis Mòdems de 2400 bps en mode duplex. Ha estat molt utilitzada per ajustar-se a les necessitats requerides per molts serveis telemàtics que fan servir la RTC. Compleix les recomenacions V.24 i V.28

V.32 Mòdems de 9600 bps en mode duplex. Durant anys ha estat la norma més ràpida per la utilització de línies RTC. Compleix V.24 i V.28

V.32bis Mòdems de 14’4 Kbps en mode dúplex. Compleix V.24 i V.28

V.34 Mòdems de 28’8 Kbps i 33’6 Kbps. També V.24 i V.28

V.34+ Mòdems de 33’6 Kbps

V.90 Mòdems de 55’6 Kbps com a màxim quan l’extrem de la operadora és digital. Si són dos mòdems de V.90, es comporten com V.34

No només existeixen les normes V, a més d’aquestes n’hi ha d’altres, per exemple: ** K56flex i x2 eren normes que havien de complir els mòdems de 55600 K abans de que s’establis l’estàndard (que va tardar molt en arribar i per això van provocar que les tecnologies de diferents fabricants s’expandissin)

Normes V.42 i V.42bis

V.42 és la norma per la detecció i correcció d’errors, fa servir el protocol LAPM, que és un cas particular del protocol DLC (Data Link Control). Contempla els protocols MNP2 i MNP4.

V.42bis és una norma relativa a la compressió de dades asíncrones, i pot arribar a compressions de l’ordre de 4 a 1.

Amb fitxers ja comprimits la compressió és molt baixa.

Normes V.25 i V25 bis

La major part dels mòdems que es connecten a la xarxa telefònica commutada tenen funcions especials de marcació i resposta automàtica, poden gravar números telefònics en memòria per poder-los utilitzar posteriorment i altres funcions de gestió de les comunicacions avançades.

El ITU (International Telecomunications Union) ha proposat les normes V.25 i V.25 bis.

92


1.4.2.11.9 Comandes Hayes

Les comandes Hayes van ser inventades amb els primers mòdems i amb el temps han esdevingut el mètode estàndard de comunicar-se i configurar el mòdem.

Segueixen unes regles senzilles: • Totes les comandes comencen amb “AT” o “at” excepte “A/” i “+++”• No es poden mesclar comandes amb lletres majúscules i minúscules: AT i at són

correctes, At i aT són errònies.• Totes les comandes acaben amb prement “RETURN” excepte “A/” i “+++”• Es poden posar diverses comandes en una sola línea• Si una comanda necessita un número i no es posa, s’entén que és un zero.• Després de “ATZ” hem d’estar 2 segons abans d’entrar una altra comanda.• Hi ha fabricants que han modificat algunes comandes per la seva conveniència i

per tant no sempre totes les comandes funcionen igual en tots els mòdems.

Les comandes més importants:

+++ Passa de mode de dades a mode de comandes sense penjar la línea. Després de prémer aquesta comanda, no es pot tornar a prémer cap més tecla durant un segon o no serà reconeguda.No s’ha de prémer “RETURN”

A/ Repeteix la darrera comandaNo s’ha de prémer “RETURN” per acabar

ATA Respón a les trucades entrants.Quan el mòdem rep una trucada, apareix “RING” en el terminal i és després del primer RING que hem d’entrar la comanda ATA.Durant una estona intentarà establir connexió amb l’altre ordinador

ATDTATDP

Truca a el número especificat posteriorment per tons (ATDT) o per pulsos (ATDP)

Enmig del número podem posar caràcters que modificaran la forma de trucar: @ espera 5 segons

, fa una pausa de 2 segons abans de continuar amb el número (normalment es fa servir per trucar a través de centraletes)

Ex. ATDP 0,973201034Si acabem la comanda amb un “;” quan s’estableixi la connexió el mòdem ens deixarà entrar més comandes.

Ex. ATDT 972203310 Trucarà i intentarà establir una connexió amb el mòdem que hi hagi en aquest número.

ATDL Torna a trucar el número d’abans

ATE ATE0 : No mostra les comandes que piquem per pantallaATE1 : Mostra les comandes que piquem per pantalla

ATI Mostra informació sobre el mòdem. S’ha de posar ATI i un número.

Ex. ATI0, ATI1, ATI2 ... ATI15

Aquesta comanda és una de les que varia entre diferents mòdems.ATMATL

Serveix per controlar l’altaveu del mòdem

ATZ Reseta el mòdem.Si posem aquesta comanda durant una connexió, aquesta es talla.

93


Com a resultats, les comandes HAYES dónen una sèrie de números o el text ( en funció de com estigui configurat el mòdem. Els més corrents són:

Número Text Què ha passat0 OK La comanda ha anat bé1 RING Ens estan trucant3 NO CARRIER No ha pogut establir connexió amb el

mòdem remot4 ERROR S’ha produit alguna mena d’error5 CONNECT 1200 Hem connectat amb l’altre mòdem a 1200

bps6 NO DIALTONE La línea telefònica no contesta (no hi ha to

de trucada)7 BUSY El receptor comunica8 NO ANSWER No hem rebut resposta del receptor... CONNECT # Hem connectat a la velocitat que especifica

el número #Ex. CONNECT 115200

33 FAX Rebent un fax35 DATA Rebent dades

1.4.2.11.10 Cable-Mòdem

Aprofiten la infraestructura de les companyies que distribueixen la senyal de televisió per cable per la seva connexió a Internet. Els operadors de cable només ofereixen línies digitals de transmissió de dades d’alta velocitat.

Els abonats d'un veinat comparteixen l'ample de banda proporcionat per una única línea de cable. Per tant la velocitat de connexió pot variar depenent de quanta gent estigui fent servir el servei alhora. Això més o menys passa amb tots els sistemes, però en aquest és especialment sensible.

Els cable-mòdems es fan servir principalment per distribuir l'accés a Internet de banda ampla aprofitant l'ample de banda que no es fa servir en la xarxa de TV per cable.

Suporta transmissions de uns 27 Mbps, però el freqüent és que s’ofereixi al client connexions de 128 o 256 (i no solen passar de 1’5 Mbps).

Sol ser un canal asimètric i permanent. No es necessita trucada perquè les connexions són permanents.

El mòdem s’instal.la al principi de la instal.lació, just després de la entrada del cable a la casa.

En certa forma, el cable mòdem treballa de la mateixa forma que un mòdem RTB, amb la diferència que treballa amb uns nivells més complexes i amb senyals purament digitals..

Una debilitat dels cable-mòdems és el risc de la pèrdua de privacitat, especialment considerant la disponibilitat d'eines de hacking per cable-mòdems. Això es soluciona fent servir encriptació i les característiques de l'estandard DOCSIS. (Data Over Cable Service Interface Specification).

94


Hi ha dos tipus de cable-mòdem:

• HFC ( Hybrid Fiber-coaxial ) que proporcionen velocitats entre 3 i 10 Mbps de baixada i entre 128 kbps i 10 Mbps de pujada.

• Coaxial que dónen velocitats de 2 Mbps però que necessiten canal telefònic de retorn.

El HFC és el més utilitzat

95


1.4.2.11.10 Mòdems RDSI

Aquestes línies van ser concebudes com línies digitals, és a dir, des del principi fins al final la informació viatja en forma digital. No hi ha modulacions ni demodulacions com en el cas dels mòdems RTB.

La única cosa que fa un mòdem RDSI és adaptar els nivells de senyal a emetre als necessaris per la línia telefònica i al seu protocol específic.

El fet de que les línies siguin totalment digitals és el motiu pel que els telèfons RDSI siguin més cars que els altres ( han de convertir la veu analògica, en senyal digital i reconstruir la que rebem)

Les línies RDSI disposen sempre de dos canals, un de 56 Kb i un de 8 Kb (de control). Per aquest motiu es veuen les línies de RDSI com 56K i les altres com 64K.

Es pot disposar de dos canals de comunicacions independents, un per veu i un per les dades.

Es pot fer servir amb Multilink, que permet fer servir dues línies per transmetre dades de forma que obtindrem doble ample de banda (128 Kbps).

La majoria dels mòdems RDSI suporten multilink, però no tots els proveïdors de telefonia ho permeten. El que si és segur és que si fem servir les dues línies, ens cobraran el doble (com si parléssim per dues línies alhora).

Al ser una línia completament digital, els sorolls no l’afecten de la mateixa forma que a la RTB, ja que les transmissions tenen correcció automàtica d’errors.

96


1.4.2.12 Adaptadors per clients sense fils

Els adaptadors per clients sense fils ofereixen als usuaris la llibertat i flexibilitat i mobilitat que ofereixen les xarxes sense fils.

Generalment estan basats en algunes de les tecnologies que fan servir els PC: PCMCIA, LM, PCI o USB

La funcionalitat principal dels adaptadors client és la de transferir paquets de dades a través de la infraestructura sense fils. Els adaptadors funcionen de forma semblant als adaptadors amb fils però via connexió de ràdio. Per tant no els calen funcions de ràdio especials per funcionar i per tant el mateix que funciona en un adaptador cablejat ha de funcionar també en un sense fils.

1.4.2.13 Punts d'accés

Un punt d'accés conté un transceptor de ràdio. Pot actuar com punt central d'una xarxa sense fils individual o com punt de connexió entre una xarxa amb i sense cables.

En instal·lacions grans el roaming (itinerància) que poden proporcionar diversos punts d'accés permet als usuaris moure's lliurement per la instal·lació sense perdre la connexió a la xarxa.

Un punt d'accés funciona com un punt central de comunicacions per als clients sense fils que hi hagi al seu abast.

Les característiques que solen oferir els punts d'accés solen ser:

● Administració de xarxes integrada. Podem definir la xarxa a la que pertanyem i a la que pertanyeran els clients i sovint hi ha un client DHCP que pot configurar automàticament la xarxa a qui es connecti.

● Seguretat del sistema: Ha de ser possible poder restringir l'accés al sistema d'administració d'un punt d'accés a un grup d'usuaris. S'ha de suportar xifrat i ha de suportar algun dels protocols 802.1x per poder autentificar-se.

● Filtrat: Ha de poder permetre o denegar el pas de protocols específics a través del punt d'accés.

● Firmware: Ha de poder ser actualitzable i ha de poder suportar el restabliment de l'estat anterior en cas de fallades

● Assignació de reserva o espera: Permet que el punt d'accés funcioni com una còpia de seguretat d'un altre per poder suportar connexió ininterrompuda a la xarxa.

● Mode universal: La estandardització permet que un client es pugui associar a punts d'accés independentment del país en que es trobi

● Equilibrat de càrrega: Envia els clients de forma automàtica al punt d'accés que els donarà millor rendiment en base a diferents criteris (número d'usuaris, errors per bit, ample de banda, etc..)

Normalment els punts d'accés necessiten alguna forma d'alimentació de corrent i per tant estrictament no solen ser dispositius sense fils.

Els punts d'accés tenen diferents característiques de tecnologia, seguretat i administració. Especialment important és:

97


● Banda dual: Significa que poden funcionar tant en 2,4 com en 5GHz● Flash ROM no volàtil permetrà fer canvis en el programari que controla el punt

d'accés● Funcionament com a repetidors o punts d'extensió: Això permetrà fer-los

servir per incrementar l'abast de la xarxa● Antena intercanviable

1.4.2.13.1 Funcionament d'un punt d'accés

Generalment els punts d'accés per funcionar requereixen una configuració bàsica que acostuma a fer-se a través d'algun entorn web. Però en principi en la seva configuració més bàsica necessitarem definir:

● Nom del sistema● Identificador del conjunt de servei (SSID, Service Set ID) amb distinció de

majúscules i minúscules● Canal que farà servir el punt d'accés● Si no està connectat a un servidor DHCP s'haurà de configurar la seva adreça IP● Si ofereix DHCP a qui es connecti, s'haurà d'especificar el rang d'adreces que

pot repartir.● Si no està en la mateixa xarxa, caldrà definir el Gateway● El sistema de seguretat (WEP, WPA...) que volem fer servir

Especifiquen dos tipus de dispositius: Punts d'accés (AP) i estacions (STA). Els AP fan de bridge i solen tenir dos modes d'operació:

● Infraestructura: Els STA es connecten amb els AP per guanyar accés a la xarxa cablejada. És el més usatEl AP controla tots els accessos a la xarxa cablejada (inclosa la seguretat)El AP es sol instal·lar en un punt central perquè doni abast a tota la xarxa.

● Adhoc: No cal cap AP. Connecta entre ells dispositius dotats de capacitat inalàmbrica. Podem connectar entre ells diversos d'aquests dispositius tal com passa en les xarxes Ethernet (com amb el sistema de cable creuat)

● Greenfield: En els que suporten 802.11n hi ha un mode que permet millorar el rendiment però elimina el suport per als anteriors estàndards (abg)

1.4.2.14 Ponts sense fils

Els ponts estan dissenyats per connectar dues o més xarxes (que normalment estan ubicades en dos edificis diferents) i proporcionen unes connexions sense fils d'alta velocitat i una línia de visió de llarg abast.

Si estan basats en les freqüències 802.11b o 802.11g no necessiten llicències de l'Administració per poder funcionar.

98


1.4.2.15 Antenes

Generalment els punts d'accés i els ponts fan servir una antena. La tria correcta de l'antena pot garantir un bon abast i cobertura.

Cada antena té unes capacitats de guany i abast, de la mateixa forma que diferents calibres, cobertura i factors de forma. L'acoblament de l'antena amb el punt d'accés permet una cobertura eficaç, una major fiabilitat a velocitats més altes en les instal·lacions.

Una antena dóna a un sistema sense fils tres propietats fonamentals:

● Guany: És la mesura de l'increment de la potència.● Direcció: Forma del patró de transmissió● Polarització: Orientació física de l'element que emet realment el senyal de

l'antena

Les antenes s'avaluen en comparació amb les antenes isotròpiques o dipolars. Una antena isotròpica és una antena amb un patró de radiació teòricament uniforme tridimensional (com una bombeta sense reflector) mentre que una antena dipolar té un patró de radiació de 360 graus en el pla horitzontal i 75 graus en el vertical

Normalment podem classificar les antenes en dos grans grups:

● Direccionals: Irradien energia principalment en una sola direcció. Les més corrents són:

Yagi Patch Parabòlica

○ YagiSón antenes direccions de gran guany. Estan composades per tres components que són barres metàl·liques que complementen la energia d'ona transmesa. Té un element reflector, un element de conducció i normalment un o més elements d'orientació.

○ Patch o panellSón rectangulars i funcionen correctament en qualsevol entorn de treball. Està pensada per passar desapercebuda en els llocs en els que s'instal·len.

○ Parabòlica solida○ Semi parabòlicaLes parabòliques necessiten que l'instal·lador sàpiga perfectament què fa perquè com que tenen un feix més estret es necessita precisió.

99


● Omnidireccionals: Irradien en totes les direccions uniformement. Les més corrents són:○ Muntades en un màstil Generalment es fan servir en exteriors i per tant generalment tenen més guany que les següents.

○ Rubber duck dipolar Són les més corrents en els punts d'accés comercials per interiors d'edificis.

MàstilRubber Duck

Generalment les direccionals obtenen més abast perquè enfoquen tota la energia rebuda en la direcció desitjada. Encara que la energia sigui la mateixa, com que s'enfoca en la direcció n'hi ha més i per tant arriben més lluny.

La eficàcia de la transferència de les antenes depenen de la polarització, l'alineació i la impedància.

Les antenes que es fan servir en les LAN tenen dues funcions: Rebre i transmetre.

Per evitar que la gent faci experiments amb les antenes FCC va definir una norma que diu que qualsevol antena que es pugui intercanviar ha de fer servir un connector únic i no estàndard que no estigui disponible en els canals de distribució convencionals.

Distància màximaLa distància màxima a la que pot transmetre una antena està regida per:

● Potència de transmissió màxima● Sensibilitat del receptor● Disponibilitat d'una ruta lliure pel senyal de ràdio● Guany màxim disponible per les antenes a cada extrem de l'enllaç● Pèrdues del sistema (connectors, etc..)● Fiabilitat desitjada per l'enllaç

La distància especificada en els productes normalment és la distància òptima basant-se en variables optimitzades de: ample de banda, ample del feix, guany, polarització, diversitat, patrons de radiació i potència.

Ample de bandaCom més ample sigui el rang de freqüències més ample de banda d'una antena.

Ample del feixÉs una mesura que es fa servir per descriure les antenes. És l'amplada total o l'obertura en graus

100

AmpledeBandaBW =Freqüènciamàxima−Freqüènciamínima

Freqüènciamitjana


GuanyHo podem resumir dient que és com de bé ho fa l'antena per enfocar la energia de radiofreqüència en una direcció en particular. (generalment es mesura en dBi que el que fa és donar una mesura de comparació amb una antena isotròpica teòrica que té un guany de 1 o sigui 0 dB)

● Guany alt tenen feixos estrets i precisos. ● Guany baix tenen feixos més amples i més possibilitats de rebre interferències

Si tenim un punt d'accés amb una antena omnidireccional desmuntable i volem incrementar l'abast hem de posar una antena de guany més alt.

Normalment el més corrent en els punts d'accés convencionals és tenir una antena omnidireccional amb un guany de 2'2 dBi però se'n poden aconseguir amb més guany com per exemple les antenes omnidireccionals de sostre de 5'2 dBi.

En general les de màstil solen tenir un guany molt millor quan es fan servir en l'exterior.

PolaritzacióOrientació física de l'element de l'antena que emet realment la energia de radiofreqüència. Es tracta d'un fenomen físic sobre la propagació del senyal de ràdio.

Dues antenes que volem que formin un enllaç s'han de regular a la mateixa polarització. Si no és així hi haurà una pèrdua de senyal addicional.

La polarització es pot regular després d'instal·lar l'antena o abans.

Els dos tipus de polarització són● Lineal: polaritzada horitzontalment i verticalment. La majoria de les antenes de

microones o de plat són d'aquest tipus● Circular: polaritzades right-handed i left-handed. No és gaire comuna en les

comunicacions comercials de dades.

1.4.2.16 Amplificadors

Hi ha lleis que prohibeixen l'ús d'amplificadors en WLAN si no venen com a part del sistema. Això serveix per garantir que la combinació de components s'ha provat de forma exhaustiva.

Especialment a l'interior és millor instal·lar un punt d'accés extra en comptes d'un amplificador.

En l'exterior s'ha de tenir en compte que podem interferir en les instal·lacions d'altres a l'hora de fer servir amplificadors incrementem la possibilitat de crear-les.

1.4.2.17 Lighting Arrestor (parallamps)

Estan dissenyats per protegir els dispositius WLAN de la electricitat estàtica i de les pujades de tensió que viatgen per les línies de tensió coaxial.

101


● Extreu les càrregues estàtiques elevades que s'acumulin en l'antena (evita que atregui llamps)

● Reduir o dissipar la energia induïda a l'antena o cable per la caiguda d'un llamp al voltant.

1.4.2.18 Altres

Hi ha tota una multitud de dispositius que es poden connectar a xarxes: PDA, telèfons IP, Impressores, Projectors, Tablet PC, Càmeres de seguretat, lectors de codis de barres, etc...

És impossible fer una llista exhaustiva de quins són perquè constantment n'apareixen de nous.

102


1.4.3 Components de programari de la xarxa

1.4.3.1 Sistema operatiu de xarxa

El sistema operatiu de xarxa o NOS (Network Operating System) és el programari que fa que un sistema informàtic pugui comunicar-se amb altres equips en l’àmbit d’una xarxa. La majoria de les vegades aquest software de xarxa ve integrat amb el sistema operatiu però hi ha sistemes operatius que necessiten de la instal·lació afegida a la del sistema operatiu.

Un ordinador interactua amb el món a través d’un o més programes que fan les tasques adequades per controlar l’entrada/sortida de dades. Si aquest ordinador forma part d’una xarxa, alguns d’aquests programes han de ser capaços de comunicar-se amb altres programes que estan en altres ordinadors.

1.4.3.2 Protocol de xarxa

Un protocol de xarxa és un sistema de regles comunes que ajuden a definir el complex procés de transferir dades. Les dades viatgen a través del programa d’un ordinador a través del maquinari de xarxa i del medi de transmissió fins al destí i després cap a l’ordinador pel maquinari de xarxa i al programa receptor.

● Protocols Reliable: Els ordinadors que fan servir un protocol “reliable” treballen conjuntament per verificar la transmissió de dades per assegurar-se de la fidelitat i la integritat de les dades. Establirà una connexió i verificarà que totes les dades que s'enviïn seran correctes i que arribaran de forma ordenada i de forma intacta.

Funcionen millor en medis de transmissió físics que tenen pèrdues de dades i que poden tenir errors. Calen obligatòriament mecanismes de control i verificació d'errors i evidentment a les dades se'ls hi ha de posar informació per fer les comprovacions. Això fa que necessitem un ample de banda més gran per tenir més velocitat. TCP/IP és un protocol d'aquest tipusTelnet envia 64 bytes per cada 1 de informació. En entorns amb pocs errors això és molt ineficient.

● Protocols unreliable: Aquest protocols no fan cap esforç per establir una connexió, no comproven si la informació s'ha rebut correctament i no fan res per comprovar els errors possibles.Els protocols d'aquest tipus funcionen millor en línies que no tenen errors o que en tenen molt pocs. UDP és un exemple d'aquests protocols, tot i que afegeix un mínim d'informació per assegurar que les dades arriben.

Sistemes oberts: El concepte de sistema obert es va definir per especificar els sistemes capaços d’interconnectar-se amb altres a través d’unes normes preestablertes.

1.4.3.3 Accés als serveis de la xarxa

L’accés de les aplicacions als serveis de la LAN pot ser de diverses formes, de les que podem destacar-ne les dues més corrents:

103


• Sistemes client-servidor: Hi ha xarxes en que es pot distingir entre servidors (els servidors són els ordinadors que contenen els recursos) i estacions de treball (són els ordinadors que fan servir els recursos)

• Sistemes peer-to-peer: En altres xarxes això està més repartit i els ordinadors a vegades fan de servidor i a vegades de client, i per tant no és pot fer aquesta distinció.

Sistemes de xarxa client-servidor

Hi ha sistemes operatius de xarxa que estan especialitzats en funcions de client i uns altres en funcions de servidor. Això fa que cada node de la xarxa tingui definit per la seva funció de client o de servidor:

• El servidor ofereix un servei o més• El client és el que es beneficia dels serveis subministrats per un servidor

Els servidors d’una xarxa client-servidor solen estar dedicats, és a dir, compleixen només la funció prevista per ells, la de proporcionar un o diversos serveis, però això els incapacitat per executar aplicacions d’usuari. (servidor dedicat)

Sistemes de xarxa entre iguals o peer-to-peer

El sistema operatiu de xarxa pot actuar com client i com servidor simultàniament. Així cada node de la xarxa pot ser client amb respecte de un servei que li dona un altre node i servidor.

En les xarxes peer-to-peer entre iguals se poden establir diferencies entre nodes en funció dels serveis que ofereixen o del número de connexions que accepten.

Normalment els servidors peer-to-peer no solen ser dedicats. Això vol dir que poden actual com a estacions de treball.

Alguns exemples de sistemes operatius i les seves característiques de xarxa:

Sistema Companyia Hardware Xarxa Servidor Serveis

System 7 Apple MAC Entre iguals No dedicat Disc, impressores

MacOS Apple PowerMAC Entre iguals No dedicat Disc, impressores

Mac OS X Apple PowerMAC Entre iguals, Client/Servidor No dedicat Disc, impressores, altres

Lantastic Artisoft PC Entre iguals No dedicat Disc, impressores

Netware Novell PC Client/servidor Dedicat o no Disc, impressores, altres

OS/2 IBM PC Entre iguals No dedicat Disc, impressores, altres

Windows 9x Microsoft PC Entre iguals No dedicat Disc, impressores, altresWindows

2000Microsoft PC Entre iguals, Client/Servidor No dedicat Disc, impressores, altres

Unix,Linux Diversos Diversos Entre iguals, Client/Servidor No dedicat Disc, impressores, altres

OpenVMS Compaq AXP Entre iguals, Client/Servidor No dedicat Disc, impressores, altres

104


1.4.3.4 Organització de la xarxa

Grup de treball en xarxa

La major part dels sistemes operatius de xarxa gestionen els recursos de la xarxa formant grups, de forma que es facilita la seva administració i gestió.

Domini de xarxa El domini d’una xarxa és una extensió del grup de treball. Un domini pot estar composat per un grup de treball, però s’hi afegeixen altres aspectes com la centralització de la gestió de la xarxa, facilitats per l’administració dels equips, control dels usuaris i contrasenyes, jerarquització dels recursos, etc..

En Windows, el concepte de domini té més conceptes més amplis que en Unix. En Windows porta annexes capacitats de gestió de recursos, usuaris, polítiques d’administració de xarxa, gestió d’escriptoris, etc..

A Internet un domini només és un sinònim qualificat i perfectament estructurat per el nom que rep un node dins de la xarxa.

Serveis de directori Un servei de directori no és més que una Base de Dades jeràrquica i organitzada en forma d’objectes que contenen informació fàcilment accessible i útil pel sistema operatiu, la xarxa o els usuaris que sol·liciten els recursos del sistema.

Al servei de directori s’hi accedeix a través d’uns protocols especials de interrogació a la base de dades. El protocol més estès és LDAP (Lighwave Directory Active Protocol).

El primer sistema operatiu que va oferir sistemes d’aquest estil va ser Novell amb el servei NDS.

En Windows a partir de Windows 2000 Server, hi ha serveis de directori amb “Active Directory” des del qual es pot controlar tot el sistema: Equips de la xarxa, comptes d’usuari, aplicacions instal·lades, control d’escriptoris, permisos i drets d’accés, etc..

En sistemes Unix s’està implementant el OpenLDAP

105


1.5 Les xarxes de comunicacions d'àrea estesa

La informació no sempre es genera en el mateix punt on es processa. Això generà la necessitat de transport d'un lloc a l'altre i sovint és molt lluny. Per tant quan ens cal comunicar equips que es troben a molta distància o que pertanyen a diferents propietaris ens comuniquem a xarxes d'àrea estesa (WAN) i fent servir algun dels sistemes públics de transmissió de dades.

Això ho fem fent servir un sistema públic perquè no podem fer-nos nosaltres mateixos les línies perquè l'Administració no ens ho permetria. De fet per això es van crear entitats de comunicacions que permeten comunicar diferents punts compartint les mateixes infraestructures.

Com que les línies de transmissió utilitzades són públiques, propietat de les companyies telefòniques (encara que no necessàriament) estan compartides alhora per molts usuaris i per tant cal arribar a un acord en els modes de transmissió i en les normes d'interconnexió . Normalment aquest acord el pren la companyia propietària i nosaltres simplement ho hem d'acceptar.

En general la major part dels serveis proporcionats per les xarxes d'àrea extensa són serveis distribuïts i permeten la connexió entre xarxes d'àrea local de tipus molt diferents sempre que el Hardware i el Software sigui apropiat.

La capacitat de transmissió d'aquestes línies sol ser molt inferior a les de les xarxes d'àrea local. La velocitat a la que es mouen dades d'un lloc a un altre l'anomenen: velocitat de transferència. Quantitat de dades que es transmeten per unitat de temps i les unitats que es fan servir per defecte, donat que la unitat bàsica és el bit, sol ser donat en aquest format Kilobits per segon (Kbps) i Megabits per segon (Mbps)

1.5.1 Xarxes de comunicacions

1.5.1.1 La xarxa telegràfica

Va ser la primera xarxa que es va implementar i bàsicament serveix per transmetre caràcters entre dos punts.

Normalment anava paral·lela al ferrocarril.

Es feia servir gairebé des del començament el codi Morse per l'enviament de missatges.

Actualment el telègraf s'ha transformat en el teleimpressor que està connectat a la xarxa Telex i fa servir el protocol CCITT 2 o Baudot.

106


1.5.1.2 La xarxa telefònica

A partir de la seva invenció les xarxes línies telefòniques s'han anat propagant pel territori fins a abastar-lo.

A part de la importància que ha tingut per la la transmissió de veu des del principi les línies telefòniques s'han fet servir també transmetre dades.

L'objectiu actual de les grans companyies de telefonia actualment és que a través de la seva línia s'arribi a tenir accés diferents serveis telemàtics: vídeo, música, TV, Internet, etc..

Les línies de transmissió telefònica

La part més extensa de la xarxa telefònica són el conjunt de línies de transmissió que arriben gairebé a qualsevol edifici dins del territori i que permet la connexió física entre dos punts.

Aquestes línies són sobretot cables de parells, és a dir dos fils conductors en paral·lel capaços de transmetre una senyal elèctrica sota determinades condicions elèctriques.

A part d'aquestes hi ha trams que estan formats per cables d'altres tipus: coaxials, fibra òptica, enllaços radio terrestres, satèl·lits, etc..

En poc temps s'han implantat els serveis telefònics mòbils basats en tecnologies digitals com GSM (Global System for Mobile) o UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) per telefonia sense fils de banda ampla amb possibilitat de comunicació a alta velocitat.

Les centrals de commutació

107


Com que interconnectar tots els terminals telefònics directament és impossible físicament per donar interconnexió entre emissors i receptors hi ha uns dispositius encarregats de seleccionar de forma automàtica el camí adequat.

Per fer la connexió les centrals necessiten tenir elements que optimitzin la gestió del trànsit, la senyalització, la tarificació, etc..

La estructura de la xarxa telefònica és jeràrquica, d'aquesta forma els usuaris es reparteixen entre les diferents centrals de commutació.

Les centrals també poden agrupar-se amb altres centrals d'ordre jeràrquic superior formant la estructura global.

Per evitar problemes i per incrementar la eficiència es poden definir diferents camins per arribar als nivells superiors.

Les centrals han de fer una sèrie de tasques:

– Transmissió: Les centrals connecten les línies fent circuits virtuals– Senyalització. Proporciona la informació necessària sobre l'emissor i el receptor i

els elements de la xarxa per poder establir la connexió o garantir el seu funcionament correcte. Permet la identificació del servei demanat, la selecció de la ruta adequada i la tarifa de la trucada.

Hi ha altres funcions accessòries com monitorització, la comprovació, la presa de dades estadístiques, control d'avaries, i serveis extres ( bústies de veu, desviament de trucades, tarificació detallada, etc..)

Terminals de xarxa telefònica

Els terminals per excel·lència són els telèfons, encara que hi podem connectar d'altres dispositius més interessants per la nostra assignatura ( mòdems, routers, etc..)

Funcionalitats de la xarxa telefònica

La línia telefònica proporciona el servei bàsic de transmissió de veu, dades, connexió a xarxes ( Internet, Ibertex, ... ), etc..

El procediment és el següent:

– Establiment de la connexió. Establir la connexió entre els dos costats.– Transmissió. Interconnexió bidireccional i simultània (full duplex) dels dos costats– Desconnexió. Alliberament dels recursos

1.5.1.3 Altres

108


1.5.2 Tecnologies de transmissió

Els routers són una part indispensable de les xarxes locals. Per això molts venedors ofereixen en els seus routers diferents tipus de ports d'entrada/sortida per gairebé totes les implementacions físiques de les xarxes locals actuals com Ethernet, Token Ring, FDDI, i ATM. I fins i tot arquitectures LAN molt menys utilitzades com Token Bus, ARCnet, i fins i tot ARCnet Plus que rarament ens trobarem avui en dia.

1.5.2.1 Tecnologies LAN

1.5.2.1.1 Ethernet

Ethernet va ser creat en els laboratoris de Xerox al principi dels anys 70. I més que una gran innovació que es posava al mercat de les xarxes, va ser creat perquè necessitaven una forma de compartir la seva “cara” impressora làser en tots els seus ordinadors.

El seu disseny era una mica caòtic a nivell de enllaç de dades i per això van anomenar a la xarxa Ethernet, un joc de paraules una mica subtil.

A pesar del seu inici, a partir d’ell han aparegut una gran família de productes, protocols i tecnologies basades en Ethernet. Actualment existeixen moltes varietats d’Ethernet. Inclou com a mínim cinc diferents estructures de frame, tres formes diferents tècniques d’accés al medi, i una col·lecció d’interfícies dependents del medi (MDI)

1. Ethernet: El disseny original d’Ethernet presentava un punt mig entre les xarxes de llarga distància i baixa velocitat i les xarxes especialitzades de les sales d’ordinadors que transportaven les dades a altes velocitats a distàncies molt limitades. Ethernet s’adequa bé a les aplicacions en les que un medi de comunicació local ha de transportar trànsit esporàdic i ocasionalment pesat, a velocitat de dades molt elevades.

Es defineixen diversos sub estàndards que especifiquen el tipus de connector i de cable que cal per tenir els rendiments prevists:

10Base2 o thinnet. 10Base2 gets its name from the following convention: thesignaling speed (in Mbps), the transmission method (baseband, in this case), and the maximum number of meters that the cable can be (rounded to the nearest 100, and then divided by 100). This specification describes a 10 Mbps baseband network protocol. It uses a 50 ohm coaxial cable that can be a maximum length of 185 meters. Rounding 185 yields 200. Dividing 200 by 100 yields 2, the last digit of the MDI's name. 10Base2 networks can be extended beyond 185 meters by using repeaters, bridges, or routers. Each 10Base2 LAN can support a maximum of 30 taps. A tap is a device that physically splices two pieces of coaxial cable without splitting them. This allows user devices to be interconnected to a LAN's backbone.

109


10Base5 As its name implies, the maximum length for 10Base5 coaxial cable is 500 meters. This MDI uses a much thicker coaxial cable than 10Base2; therefore, it is often referred to as thicknet.Transmission efficacy, in copper media, is a function of the conductor's thickness. The greater the conductor's diameter, the more bandwidth can be achieved. Consequently, 10Base5 can be tapped up to 100 times

10BaseT If 10BaseT had adhered to the naming conventions applied to the coaxial specifications, its name would have been 10Base1, because it is limited to a 100-meter segment length. For whatever reason, the IEEE broke from convention and designated this MDI with a T to symbolize its physical media: twisted pair. 10BaseT can operate over a minimum of Category 3 unshielded twisted-pair.

10BaseFL The 10BaseFL specification provides for the baseband transmission of 10 Mbps Ethernet over multimode 62.5/125 micron fiber-optic cable. The maximum distance for a cable run is 2,000 meters. 10BaseFL can be used to interconnect repeaters, or even to connect servers to a repeater. Such connections tend to be slightly more expensive than a comparable 10BaseT connection, but 10BaseFL can be extended over much greater distances.

10BaseFOIRL A relatively recent addition to the 802.3 series is 10BaseFOIRL---quite a mouthful for a mnemonic intended to facilitate the remembrance of 10 Mbps baseband transmission over Fiber-Optic Inter-Repeater Links! Implicit in this definition is that this technology is strictly limited to the interconnection of repeaters. In other words, it is for hub-to-hub connectivity over fiber-optic cabling. No other devices can be attached. This includes routers. Therefore, you will not find a router I/O port configured for this MDI.10BaseFOIRL uses a 8.3 micron diameter fiber-optic cable that must be driven by an injection laser diode (ILD). This hardware/media combination provides effective transmission of 10 Mbps baseband signals for up to 5,000 meters.

2. Fast Ethernet: És el nom que rep la Ethernet de 100 Mbps, per diferenciar-la de la Ethernet regular de 10 Mbps. Existeixen dues tecnologies competidores que sorgeixen de IEEE:

1. IEEE 802.3 100BaseT, que fa servir el mètode CSMA/CD amb alguna modificació. Els estàndards van aparèixer a finals de 1994 i 1995.

2. El segon, és el IEEE 802.12 100BaseVG, adaptat des de 100VG-AnyLAN de HP. Fa servir un mètode de prioritat de demandes en comptes de CSMA/CD. Per exemple, a la veu, i el vídeo de temps real se'ls hi pot donar més prioritat que a les altres dades.

Funciona sobre cables de coure trenats UTP CAT5 i per fibra òptica.

100BaseTX 100BaseTX defines the original 100BaseX specification for Category 5 unshielded twisted-pair (UTP) and for Type 1 shielded twisted-pair (STP). Both are limited to 100-meter transmission distances

110


100BaseFX This specification defines 100 Mbps Ethernet over fiber-optic cabling. 100BaseFX can support the 100 Mbps data rate up to 400 meters over two strands of 62.5/125-micron fiber-optic cable

100BaseT4 100BaseT4 is designed to allow transmission of 100 Mbps over four pairs of voice-grade wiring for distances up to 100 meters. Voice-grade wiring is defined to be a minimum of Category 3 UTP. It can also transmit using Categories 4 and 5 UTP

3. Gigabit Ethernet: GigE:És una ampliació de l'estàndard Ethernet (concretament la versió 802.3ab i 802.3z del IEEE) que aconsegueix una capacitat de transmissió de 1 Gigabit per segon que en la pràctica es converteixen en uns 100 Megabits útils.

1000BaseSX 100BaseSX is the IEEE 802.3z proposed specification for multimode transmission using short- wavelength lasers rather than the lower-bandwidth, light emitting diodes (LEDs). Short wavelength is defined to be those lasers that produce light in the 850-nanometer range. This proposal actually recognizes two different media: 50-micron and 62.5-micron diameter fiber-optic cabling. The 50-micron variant can support the full gigabit signaling rate for a maximum of 550 meters. The 62.5-micron diameter variant is limited to a maximum of 260 meters per cable segment.

1000BaseLX 1000BaseLX is the proposed specification for long-wavelength laser transmissions. Long wavelengths are those laser transmissions that are 1,300 nanometers in length. This proposal includes 62.5-micron multimode fiber-optic cabling, 50-micron multimode fiber-optic cabling, and 8.3-micron single-mode fiber-optic cabling. In its current form, the 62.5-micron multimode fiber can extend to a maximum of 440 meters. The 50-micron multimode can be up to 550 meters. The 8.3-micron single-mode fiber specification, ostensibly the most expensive to manufacture and install, can support gigabit signaling for up to 3 kilometers.

1000BaseCX 1000BaseCX defines the 802.3 proposed specification for transmission over either high-quality shielded twisted-pair or coaxial cabling. The maximum distance for transmission over either media is limited to just 25 meters. The very short transmission distance limits this physical interface significantly. One of the proposed uses is to interconnect colocated Gigabit switches by using a low-cost copper alternative to fiber optics.

1000BaseT A separate IEEE task force is still working on the standard for 1000BaseT. This team, and its would-be standard, is called 802.3ab. Its goal is to match the performance of Fast Ethernet over four pairs of Category 5 UTP, albeit at a data rate of 1024 Mbps.

4. 10 Gigabit Ethernet: Ten-gigabit Ethernet (XGbE or 10GbE)És la tecnologia més recent i la més ràpida dels estàndards Ethernet. IEEE 802.3a és la especificació que la defineix i defineix un rati de dades del voltant de 10 Gbit/s (o sigui 10 vegades més ràpid que GigE) El nou estàndard defineix set tipus diferents de medi de transmissió per les LAN, MAN i WAN. Està definint-seA diferència de les altres tecnologies aquesta tecnologia està pensada per funcionar amb fibra òptica

111


Les tecnologies Ethernet 10BASE-T transporten trames Ethernet en cablejat de parell trenat de baix cost. Els primers quatre components són passius, el que significa que no requereixen energia per funcionar:

1. Panells de connexió2. Connectors3. Cablejat4. Jacks

Els altres tres són actius:

1. Transceivers2. Repetidors3. HUBS

La terminació estàndard de 10BASE-T és el connector “Registered Jack-45” (RJ-45). Aquest connector redueix el soroll, la reflexió i els problemes d’estabilitat mecànica i s’assembla al connector telefònic, amb la diferència de tenir 8 conductors en comptes de 4.

El cable 10BASE-T estàndard és un cable de parell trenat CAT 5 que està format per quatre trenes que redueixen els problemes de soroll. El cable CAT 5 és prim, econòmic i de fàcil instal·lació.

Els connectors RJ-45 s’insereixen en jacks o receptacles RJ-45. Tenen 8 connectors que s’ajusten als del connector RJ-45.

Els panells de connexió són jacks RJ-45 agrupats de forma convenient. Venen amb de 12, 24 o 48 ports i normalment estan muntats en un bastidor.

Un transceiver és una combinació de transmissor i receptor. En les aplicacions de xarxes, això significa que converteixen una forma de senyal en una altra. Per exemple, diversos dispositius porten una interfície d’unitat auxiliar per permetre que els connectors 10BASE2, 10BASE5, 10BASET o 10/100BASE-FX es connectin amb el port.

Els repetidors i els HUBS amplifiquen el senyal.

● Col.lisions: La forma en que Ethernet administra les col·lisions i els dominis de col·lisió es remunta a les investigacions de la Universitat de Hawaii. El protocol Aloha.

La norma IEEE 802.3 defineix un model de xarxa d’àrea local fent servir el protocol d’accés al medi CSMA/CD amb persistència de 1, és a dir, les estacions estan permanentment a l’escolta del canal i, quan el troba lliure de senyal, efectuen les transmissions immediatament. Això pot portar a col·lisions que farà que es suspenguin les transmissions, esperin un temps aleatori i tornin a provar-ho.

112


● Codificació de dades: El IEEE 802.3 fa servir codificació Manchester diferencial que representa cada bit, no com estat alt o baix, sinó com la transició baix alt o alt baix, depenent del valor del bit. Això té l’avantatge de que sigui quina sigui la seqüència binària a transmetre, les corrents elèctriques són iguals en un sentit o en un altre.

El cable pot estar en un dels tres estats següents:

● Transmissió de zero lògic: l zero lògic està constituït per una senyal de -0’85 volts seguida per una altra de +0’85 volts.

● Transmissió de u lògic: El u està constituït per una senyal de +0’85 seguit de -0’85 volts

● Canal inactiu: Canal a zero volts.

La forma en que les trames IEEE 802.3 són posades al medi de transmissió físic depèn de les especificacions de hardware i dels requeriments del tipus de cablejat escollit.

Una trama d’aquest tipus està definida pels següents camps:

Preàmbul (7 bytes) Es repeteix 7 vegades 10101010Inici ( 1 byte ) Marca que comença la trama. 10101011Adreça de destí (de 2 o 6 bytes)

Adreça MAC ca00ca00ca00

Adreça d’origen (de 2 o 6 bytes)

Adreça MAC 00feca00b451

Longitud (2 bytes ) quants bytes conté el camp de dades

Dades Entre 0 i 1500 bytes

Farciment La trama ha de ser de més de 64 bytes, si no hi arriba s’omple aleatoriament

CRC (4 bytes)

Els protocols IEEE 802.3 s’han estès ràpidament, sobretot per la seva facilitat de instal·lació. Però tenen el problema de la probabilitat en les col·lisions.

S’ha de tenir en compte la norma de l’Ethernet de 10Mbps, Norma 5-4-3, al fer els muntatge de diferents segments LAN. Aquesta norma estableix que es poden connectar cinc segments de xarxa d’extrem a extrem fent servir quatre repetidors, però només tres poden tenir hosts connectats.

1.5.2.1.2 Token Bus o Pas de Testimoni

Es va inventar durant els anys 60 per IBM (Estàndard IEEE 802.4) Ocupa el segon lloc de les xarxes més utilitzades

Cada estació té un número determinat i la que té el número més gran és la que s’encarrega de generar el testimoni. Després aquest testimoni va passant a les altres per ordre numèric decreixent.

113


La estació que recull el testimoni es reserva el dret de retransmissió. Quan ha transmès tot el que volia o si ha passat un temps determinat ha de generar un altre testimoni que ha de passar al immediatament inferior.

Aquest sistema ha de preveure la forma en que les estacions s’incorporaran a la xarxa.

Problemes que s’han de resoldre són:

* Existència de més d’un testimoni a la xarxa degut a un mal funcionament* Qui genera el testimoni en el cas en que s’hagi perdut* Determinar quina és la estació següent a l’estació que té el testimoni* Donar d’alta o de baixa estacions* Quan no hi ha trànsit a la xarxa qualsevol estació pot demanar el testimoni.

1.5.2.1.3 Token Ring

Es tracta d’un protocol determinista. Per poder transmetre espera a que arribi el permís per fer-ho.

Tokens

Els tokens tenen una longitud de 3 bytes i estan formats per un delimitador d’inici, un byte de control d’accés i un delimitador de final. El delimitador d’inici informa a cada estació de l’arribada d’un token o d’una trama de dades/comandes. Aquest camp també inclou senyals que distingeixen al byte de la resta de la trama.

El byte de control d’accés conté els camps de prioritat i reserva, així com un bit de token i un de monitor. El bit de token distingeix un token d’una trama de dades i el bit de monitor determina si una trama gira contínuament al voltant de l’anell. El delimitador de final determina quan s’acaba la trama.

Trames de dades

La mida des les trames de dades varia segons la mida del camp d’informació. Les trames de dades transporten informació pels protocols de capa superior; les trames d’instruccions contenen informació de control i no contenen dades pels protocols superiors.

114


En les trames de dades comandes, un byte de control de trama segueix al byte de control d’accés. El byte de control de trama indica si la trama conté dades o informació de control.

A continuació del byte de control de trama hi ha dos camps de direcció que identifiquen les estacions de destí i d’origen. La longitud de les adreces és de 6 bytes. El camp de dades està a continuació. La longitud d’aquest camp està limitada pel token d’anell que manté el temps màxim durant el qual una estació pot retenir el token.

Després hi ha el FCS. Si no es pot verificar es descarta el paquet. El delimitador de fi acaba el paquet.

Funcionament

La interfície de cada estació recull els bits que circulen per l’anell: l’analitza i el passa a una memòria intermèdia el reescriu a l’anell perquè sigui enviat a la següent estació. Mentre té la possessió del bit, té capacitat d’analitzar-lo, de transformar-lo, etc.. Aquest procés de copiat genera un retard en la comunicació de almenys el temps que tarda en transmetre’s un bit, el que provoca que en l’anell hi càpiguen més bits dels que cabrien de forma natural per la longitud física del perímetre de l’anell.

A la xarxa es disposa d’un protocol que fa que una estació generi un testimoni lliure, que no és més que una trama especial de control que determina qui és la estació que pot retransmetre.

Quan una estació rep el testimoni, adquireix els drets de transmissió, posa a l’anell les dades que ha de transmetre i després, quan ha tornat a rebre el paquet i per tant ha comprovat que ha arribat correctament, genera un nou testimoni que passa a la següent estació, de forma que s’anul·len les possibilitats de col·lisió.

Transmissió de tokens

Token Ring i IEEE 802.5 són els principals exemples de xarxes de transmissió de tokens. Les xarxes de transmissió de tokens transporten una petita trama, anomenada token, a través de la xarxa. La possessió del token atorga el dret de transmetre dades. Si un node que rep un token no té informació per enviar, transfereix el token a la següent estació terminal. Cada estació pot mantenir el token durant un temps màxim determinat, segons la tecnologia específica que s’hagi implementat.

Quan una estació que transfereix un token té informació per transmetre, agafa el token i li modifica 1 bit. El token es transforma en una seqüència d’inici de trama. A continuació, la estació afegeix la informació per transmetre el token i envia aquestes dades a la següent estació de l’anell. No hi ha cap token en la xarxa mentre la trama d’informació gira al voltant de l’anell, a menys que l’anell accepti enviaments anticipats de token. En aquest moment, les altres estacions de l’anell no poden realitzar transmissions. Han d’esperar a que el token estigui disponible.

En xarxes Token Ring no hi ha col·lisions. Si l’anell accepta l’enviament anticipat del token, es pot emetre un nou token quan s’hagi acabat la transmissió de la trama.

La trama d’informació gira al voltant de l’anell fins que arriba a la estació destí establerta, que copia la informació pel seu processament. La trama d’informació gira

115


fins que arriba a l’emissor i s’elimina. L’emissor pot verificar si la trama s’ha rebut bé i si el destí l’ha copiat.

En la xarxa Token Ring la estació pot calcular el temps màxim que té per transmetre informació.

Sistema de prioritat

Les xarxes Token Ring fan servir un sistema de prioritat sofisticat que permet que determinades estacions d’alta prioritat designades per l’usuari facin servir la xarxa amb més freqüència. Les trames Token Ring tenen dos camps que controlen la prioritat: el camp de prioritat i el camp de reserva.

Només les estacions que tenen una prioritat major o igual que el valor de prioritat que té el token poden agafar-lo. Un cop algú l’ha agafat, només les estacions que tenen una prioritat superior al de la estació transmissora poden reservar el token per la següent passada a la xarxa. Quan una estació apuja el nivell de prioritat han de tornar a posar la prioritat anterior un cop han acabat de transmetre.

Mecanismes de manejament

Les xarxes Token Ring fan servir diversos mecanismes per detectar i començar fallades en la xarxa. Un dels mecanismes consisteix en seleccionar una estació de la xarxa Token Ring com a monitor actiu. Aquesta estació actua com una font centralitzada d’informació de temporització per altres estacions de l’anell i executa diverses funcions de manteniment de l’anell. (eliminar trames que circulen contínuament per errors, ...)

Altres

La trama ha de tenir un retard suficient perquè puguem contenir un testimoni complert. L’IEEE 802.5 ocupa 24 bits.

Es fan servir cables de parells trenats STP, que poden arribar fins a 16 Mbps

Fa servir codificació Manchester, 3 volts, -4’5 volts. I per marcar inici i final de trama fa servir valors prohibits. La codificació de Manchester combina dades i rellotge en símbols de bit, que es divideixen en dues meitats, amb la polaritat de la segona meitat sempre inversa a la de la primera meitat. El 0 és codifica com una transició descendent, i el 1 com una transició ascendent. Això fa que es pugui recuperar el rellotge.

1.5.2.1.4 802.11abg

Encara que són una mica diferents entre elles (especialment 802.11a que opera en una altra freqüència) les tractarem veient els punts més comuns.

Les WLAN que estan en funcionament actualment les podem agrupar en dos grans grups:

● LAN sense fins en un edifici: Generalment s'instal·len en substitució de cables de parell trenat CAT5. L'objectiu sol ser sobretot permetre la mobilitat per la instal·lació.

116


● Ponts entre dos edificis: Generalment en substitució de connexions de fibra òptica.

CoberturaA mesura que un client s'allunya del punt d'accés la senyal es fa més dèbil i per evitar una pèrdua d'eficiència la solució que adopten els punts d'accés és reduir la velocitat (11 Mbps, 5,5Mbps, 2Mbps, 1Mbps).

Per tant la distància dels llocs importants als punts d'accés és un dels factors que s'han de tenir en compte a l'hora de fer una instal·lació d'una WLAN.

Repetidors sense filsEn el cas que calgui ampliar la cobertura però que sigui difícil la comunicació amb la xarxa cablejada es poden fer servir repetidors sense fils. No són res més que punts d'accés que no estan connectats a la xarxa cable.

En aquests casos es recomana més o menys un 50% de superposició entre les cobertures dels dos punts d'accés.

No es recomanen més de dos salts perquè el rendiment final cau de forma important perquè els repetidors han d'emetre i rebre pel mateix canal cada vegada.

Redundància En sistemes en que les comunicacions són essencials cal tenir redundància. Per fer-ho dos punts d'accés es configuren a la mateixa freqüència i velocitat de transmissió de dades.

No ofereix millora del rendiment de la xarxa, només permet que si un dels dos cau la connexió no es perdi.

EscalabilitatAixò fa referència a la capacitat de trobar més d'un punt d'accés en la mateixa zona. Això fa que es pugui incrementar l'ample de banda disponible pels usuaris locals. Per fer-ho es fan servir tres canals no superposats de manera que no s'interfereixin entre ells. Segons Cisco poden arribar a aconseguir 162 Mbps en cada zona en 812.11g.

Roaming (Itinerància)Al dissenyar una xarxa sense fils és important determinar si es vol que els clients es puguin moure entre punts d'accés sense perdre la comunicació.

Normalment sol ser bastant habitual que la gent apagui els dispositius al desplaçar-se i per això no cal un sistema de roaming perfecte.

En principi la única cosa que s'ha de vigilar especialment és la coherència de les adreces de xarxa per tota la ruta que es vol cobrir.

InterferènciesEn les ciutats cada vegada és més corrent tenir interferències amb les xarxes d'algú altre. Per tant a l'hora de fer una instal·lació d'aquest tipus s'ha de comprovar que la senyal no serà interferida per un altre i canviar el canal adequadament.

117


Això és difícilment controlable a Espanya perquè les freqüències que es fan servir són públiques i sense llicència. Cosa que implica que tothom té dret a fer-les servir sempre que no superi la potència d'1W.

En casos extrem es pot provar de fer servir 812.11a però a Espanya, per ara, necessitem aprovació de l'Administració. Hi ha rumors de que s'ha d'alliberar aquesta freqüència.

118


1.5.2.1.4.1 Instal·lació

El conjunt de servei bàsic (BSS, Basic Service Set) és l'àrea de cobertura que subministra un punt d'accés. Per influència de la telefonia també es coneix com microcel·la.

Generalment el punt d'accés es connecta al 'backbone' i permet als dispositius sense fins de l'àrea accedir a la xarxa. Els dispositius remots no es comuniquen entre si sinó que ho fan a través del punt d'accés.

Si no n'hi ha prou amb una cel·la en podem afegir més per ampliar la cobertura. Es recomana que només es superposin entre un 10 i un 15 % i s'han de configurar per funcionar amb canals (o freqüències) diferents no superposades per poder operar al seu màxim rendiment.

Fer una instal·lació d'una xarxa WLAN té dues passes que són crítiques:

1. Determinar el lloc en el que s'han de col·locar els punts d'accés o ponts i quants se n'ha d'instal·lar. S'ha d'intentar que quedin tan pocs forats en la cobertura com sigui possible i s'ha de tenir en compte els llocs en els que es requerix més ample de banda.Mai s'ha d'oblidar que les distancies als punts d'accés poden fer que l'ample de banda baixi

2. Identificar les assignacions de cada canal: S'ha de vigilar que els punts d'accés de les zones semblants no facin servir la mateixa freqüència perquè es poden interferir i per tant degradar el rendiment de la xarxa.Entre els canals hi ha zones de superposició entre canals adjacents (per exemple 1 i 2 comparteixen una part de freqüència). Òptimament es pot fer servir qualsevol canal sempre que estigui separat dels altres en 5 unitats. Si hem de fer servir tres canals, tres que no es superposen gens en aquest protocol són per exemple 1, 6 i 11. Però com podem veure en el gràfic següent tenim alguna possibilitat més

119


Evidentment també s'ha de determinar de quina forma ha de funcionar cada un dels punts d'accés que tinguem (en funció de la topologia)

● Infraestructura bàsica (BSS): Els STA es connecten amb els AP per guanyar accés a la xarxa cablejada. És el més usatEl AP controla tots els accessos a la xarxa cablejada (inclosa la seguretat)El AP es sol instal·lar en un punt central perquè doni abast a tota la xarxa.

● Infraestructura estesa (ESS): Es defineix com dos o més BSS que estan connectats a una xarxa cablejada. Això és el més corrent en empreses una mica grans.

● Adhoc o d'igual a igual (IBSS): No cal cap AP. Connecta dispositius dotats de capacitat inalàmbrica entre ells. Podem connectar entre ells diversos d'aquests dispositius tal com passa en les xarxes Ethernet (com amb el sistema de cable creuat)

● Greenfield: En els que suporten 802.11n hi ha un mode que permet millorar el rendiment però elimina el suport per als anteriors estàndards (a/b/g)

● Banda Ampla: Es fa servir perquè els clients es connectin a Internet. El punt d'accés funciona de router i està connectat directament a la xarxa que ens hi permet la connexió. (molt típic a Espanya amb connexions ADSL en llars)

● Marcació telefònica: Actualment cada vegada està més en desús perquè la gent ara ja acostuma a tenir connexions a Internet que no requereixen marcar números per connectar-s'hi. El punt d'accés s'encarrega de fer o d'aconseguir que es faci la trucada.

120


1.5.2.1.4.2 Comprovar cobertura

Per fer una bona instal·lació cal anar comprovant quina és la cobertura en les diferents zones de lloc que s'ha de cobrir. Per fer-ho hi ha diferents dispositius:

a) Detectors WifiVeurem alguns detectors Wifi que ens poden ajudar a veure quina cobertura tenim en els diferents llocs de la instal·lació. Només són una mostra i en aquest moment se'n poden trobar molts més.

ZyXEL AG225H : Et dóna el nom de la xarxa (SSID), quin protocol fa servir(a/b/g), el canal, la força del senyal, i la seva seguretat i xifrat

Canary Wireless Digital Hotspotter: Detecta xarxes (b/g) i ens dóna el nom de xarxa (SSID), el canal, si la transmissió està xifrada i la potència del senyal.

Només poso com exemple aquests dos perquè són els que tinc i per tant podem provar com funcionen.

Evidentment sempre podem portar un portàtil per comprovar la recepció del senyal en comptes de fer servir aquests aparells. Sempre és millor fer servir un portàtil o aparell dels que es faran servir posteriorment en la WLAN

b) AltresEn el cas en que hagem de fer una instal·lació molt més precisa també podem fer servir altres aparells com:

● Analitzador d'espectre: Es fa servir per localitzar l'origen d'interferències en la radiofreqüència (RFI)

● Comptador de freqüència portàtil: Pot oferir una referència ràpida de les emissions específiques en un àrea tancada

● Sonda per camp electromagnètic: Pot detectar fonts locals d'interferència electromagnètica (EMI)

Generalment no ens caldrà arribar tant lluny i amb una inspecció del lloc per veure si hi trobem: Altres WLAN, Motors elèctrics de voltatge alt, Parets o sostres d'acer corrugat, i coneixent la quantitat de barretes d'acer dins del formigó en tindrem prou per fer una instal·lació eficient.

121


1.5.2.1.4.3 Associació

Perquè un client pugui connectar-se a la xarxa cal que compleixi un procés amb el punt d'accés que es coneix com associació. Veurem aquest procés una mica per sobre, però és important conèixer com funciona:

El procés d'associació consisteix en les següents passes:

CLIENT PUNT D'ACCÉS

El client envia una sonda per descobrir punts d'accés

Els punts d'accés que l'escolten envien una resposta amb informació diversa (Salts fins arribar a la xarxa, càrrega, etc..)

Si es rep informació de més d'un punt d'accés el client determina amb quin d'ells s'ha de comunicar.

Envia una petició d'identificació al punt d'accés triat

Confirma la identificació i registra el client

Envia petició d'associació al punt d'accés

Confirma la associació i registra el client.

També és possible en el cas que la xarxa tingui habilitat el “roaming” que el client tingui que fer el canvi de punt d'accés. Aquest procés es coneix com reassociació.

Els punts d'accés quan funcionen normalment van emetent senyals d'alerta (beacons) a intervals regulars i programables de manera que els clients poden veure i avaluar. Aquest beacons són molt semblants a la resposta dels punts d'accés davant una sonda de descobriment.


El client escolta els 'beacons' que li arriben dels diferents punts d'accés

El client avaluant el que li arriba tria quin és el punt d'accés que li va millor. En el cas que necessiti canviar de punt d'accés segueix

Envia petició d'associació al nou punt d'accés

Confirma l'associació i registra el client

Informa al punt d'accés anterior de que ara el client està associat amb ell

Es pot veure que és el nou punt d'accés el que comunica a l'anterior de que el client ha canviat. Per això cal que les àrees d'influència dels punts d'accés estiguin una mica superposades.

122


En el cas en que tinguem un sistema amb WEP amb clau compartida el punt d'accés per identificar els usuaris fa servir el que anomenen “un desafiament” per permetre als usuaris identificar-se o no en el sistema.


El client envia una sonda per descobrir punts d'accés

Els punts d'accés que l'escolten envien una resposta amb informació diversa (Salts fins arribar a la xarxa, càrrega, etc..)

Si es rep informació de més d'un punt d'accés el client determina amb quin d'ells s'ha de comunicar.

Envia una petició d'identificació al punt d'accés triat

Envia un text sense xifrar que serà el desafiament

Xifra el text amb la clau compartida i la envia al punt d'accés

Comprova que el text ha estat ben xifrat amb la clau compartida i si ho ha estat accepta la identificació.

RadiocomunicacióHi ha molts problemes diferents al fer servir radiofreqüències:

● Fer servir una freqüència fixa dóna problemes de seguretat i de interferències.● En cas d'interferències s'han de reenviar les dades (però com se sap? Amb el

cable escoltant el fil podíem detectar problemes, ara no!)

Les freqüències inalàmbriques (2'4465 Ghz – 2'4835 Ghz) estan separades en canals de 22 Mhz (14 canals) que es poden fer servir en xarxes sense fils.

Es sol fer saltar les freqüències de canal a intervals regulars per incrementar la seguretat.Si es detecta un altre dispositiu que fa servir el mateix canal, canvia automàticament a una altra freqüència.Les lleis d'Espanya no són gaire clares, però no podem emetre amb més força de 100mW fora de les parets de la nostra casa.

El que no està gaire legislat és la existència d'antenes en les instal·lacions sense fils. Aquestes antenes permetran ampliar el radi d'acció en el cas de les antenes omnidireccionals o la connectivitat amb un veí més llunyà en el cas d'antenes sectorials. (d'un angle d'uns 45 graus) o una direccional (angle tancat d'uns 20 graus).

Aquestes antenes no donen més potència, sinó que tenen més guany en la qualitat del senyal, i per tant poden arribar més lluny i amb més ample de banda.

Per instal·lacions locals es recomanen fer servir antenes Omnidireccionals ja que permetran tenir millor cobertura en qualsevol lloc de la casa deixant les direccionals i sectorials per connectar a punts més llunyans.

Arbitri

123


No es poden sentir les col·lisions (les senyals que emetem nosaltres no ens deixen sentir als altres a menys que siguin molt fortes).

La senyal sempre és més forta a l'origen

Es fan servir sobretot dos mètodes:

– CSMA/CA – Avisa que vol transmetre i espera el ACK del Punt d'accés. (Si no hi ha ACK, hi ha col·lisió)

– RTS/CTS (Per prevenir les col·lisions es permet a les estacions fer servir les senyals RTS (Ready To Send) i CTS (Clear To Send) per netejar un àrea.

Node 1 Node 2

RTS-------------------------->

CTS<-------------------------

TRAMA

------------------------->

ACK

<-------------------------

Quan el primer node vol transmetre envia una trama RTS. A més de reservar l'enllaç de dades per la transmissió aquesta petició fa que les altres no emetin per aquest canal que sentin la trama.Si el destí rep el RTS, llavors contesta amb un CTS que fa que qui el senti no faci servir aquest canal.Després es poden enviar les dades sense preocupar-se per les interferències que hi haurà perquè la gent propera estarà silenciada.

Fragmentació

Es permet la fragmentació de trames per ajudar a la recuperació d'errors.

Si un frame dóna molts errors, una estació pot demanar fragmentar els paquets per evitar col·lisions.

Com en la majoria de xarxes, la unió dels paquets dependrà del receptor.

Cel·lesGeneralment les xarxes d'aquest tipus funcionen amb un sistema molt semblant al que fan servir en telefonia mòbil.

Les STA inicien i envien un senyal per triar un Punt d'accés (d'això se'n diu associació)

La tria del punt d'accés depèn de la força del senyal, rati d'errors, etc...De tant en tant es torna a comprovar per veure si tot va bé.

124


1.5.2.1.5 Altres

ARCNET / ARCNET PLUSLa xarxa ARCNET és un sistema de xarxa en banda base amb pas de testimoni que ofereix topologies flexibles d'estrella i bus a baix preu.

ARCNET és una xarxa robusta que no és gaire subsceptible a fallades com Ethernet de cable coaxial en cas de desconnexió del cable. En aquest cas només cau la estació desconnectada i no tota la xarxa.

125


1.5.2.2 Xarxes Locals Virtuals (VLAN)

Cada vegada és més corrent que els xarxes locals es divideixin en grups de treball connectats a través de backbones comuns.

Els avantatges d'aquesta forma de funcionar són múltiples i permeten fer coses com:

● Seguretat: La separació dels sistemes que tenen dades sensibles de la resta de la xarxa redueix la probabilitat de que els usuaris accedeixin a informació per la que no estan autoritzats.

● Departaments especialitzats per tipus específics de treballs. Les empreses poden voler que la xarxa estigui dedicada per determinats tipus d'empleats (directors, comercials, etc...) o per departaments (multimèdia, enginyeria, etc..)

● Tipus d'usuaris: Pot ser configurada per permetre usuaris de diferents tipus com convidats que necessiten accés a Internet però no a la xarxa o administradors que necessiten accés a dispositius clau.

● Tipus de dispositius: Alguns dispositius poden no suportar els mecanismes de seguretat més nous i per tant es pot configurar una VLAN perquè puguin tenir accés.

● Flux de transit / difusió: Un dels objectius és evitar que el transit de difusió passi als nodes que no formen part de la VLAN.

126


1.5.2.3 Tecnologies WAN

1.5.2.2.1 RDSI (Xarxa Digital de Serveis Integrats)

És una xarxa de comunicacions de dades totalment digital entre els dos extrems de la comunicació. Per tant, per a les comunicacions RDSI no cal mòdem.

Això no vol dir que per RDSI no es puguin enviar dades analògiques com la veu o el vídeo, sinó que abans s’han de digitalitzar.

A Espanya hi ha en marxa la RDSI-BE ( RDSI de Banda estreta ) que permet dos canals de comunicació de 64 Kbps i un de 16 Kbps per senyalització.Amb RDSI-BA es permeten connexions de fins a 2 Mbps

Entre els avantatges del RDSI hi ha les millores de la qualitat, de la flexibilitat i de la velocitat de les comunicacions. A més tots els serveis s’integren en un sol accés i en una sola xarxa.

A través de RDSI es poden suportar serveis de videotelefonia, videoconferència, multimèdia, accés a Internet i transmissió de dades d’alta velocitat.

Els mòdems RDSI són una interfície digital-digital ja que la RDSI només és digital. Proporcionen connexions per una o més línies RDSI, cada una de les quals integra, entre altres, dos canals de dades de 64 Kbps cada un.

Es corrent integrar els dos canals per obtenir una sortida de 128 Kbps

1.5.2.2.2 X-25

X.25 és un protocol de xarxa WAN molt antic desenvolupat pel CCITT ( actualment conegut com International Telecomunications Union) i es va oferir com a servei al principi dels anys 70.

X.25 permet utilitzar commutació de circuits i circuits virtuals. - Els circuits virtuals commutats (SVC) s’estableixen quan és necessari i s’eliminen al acabar. - Els circuits permanents (PVC) estan predefinits i són connexions lògiques entre dos punts.

Els SVC són més flexibles i permeten connectar dos punts en el moment en que ens fa falta, però tenen una limitació que ve donada per el temps que es tarda en fer l’establiment de la connexió (o sigui que cal fer una trucada abans de poder enviar informació)

Els PVC no són flexibles, estan predefinits i no tindrem que fer trucades abans de poder enviar la informació. Normalment però, es fan servir per donar suport entre dispositius i els SVC es fan servir per comunicacions d’usuaris.

X.25 conté uns mecanismes de control i correcció d’errors que li permeten ser un protocol molt robust al travessar equips electromecànics amb molt soroll. En essència X.25 sacrifica velocitat per rendiment.

127


Actualment en la era digital i de les comunicacions òptiques, els mecanismes de X.25 es consideren innecessaris i redundants. Aquestes funcions són més apropiades per comunicar dispositius que no pas per xarxes.

Els programes que necessiten fer servir X.25, solen aconseguir millor rendiment emulant el protocol amb un altre sistema, ATM per exemple, que no pas utilitzant-lo.

A pesar d’això X.25 encara no està totalment mort, encara es pot trobar a diferents llocs d’Europa i en els Estats Units perquè a les organitzacions els costa de canviar les coses quan funcionen bé.

IBerPac Plus de Telefònica fa servir X.25: (http://www.telefonicaonline.com/on/onTOFichaProductoDetalle/1,,v_segmento+EMPR+v_idioma+es+v_producto+1065,00.html)

1.5.2.2.3 FDDI

FDDI (Fiber distributed data interface) es defineix com una topologia de xarxa local en doble anell i amb suport físic de fibra òptica. Pot arribar a altes velocitats de transmissió (típicament 100 Mbps) i fa servir un mètide d'accés al medi basat en pas de testimoni (token passing). Fa servir fibres multimode i concentradors de cablejat en topologia física d'estrella i lògica de doble anell (anell primari i anell secundàri). És una xarxa molt fiable gràcies a la fibra i al doble anell, sobre le que gira la informació en direccions oposades.

Aquesta tecnologia es va desenvolupar a mitjans dels anys 80 quan la tecnologia Ethernet i Token Ring no donava prou ample de banda per les aplicacions.

FDDI es composa de quatre especificacions:

1. Control de l'accés al medi (MAC): Defineix la forma d'accedir al medi

2. Protocol de capa física (PHY): Defineix els procediments de codificació i decodificació

3. Medi de capa física (PMD): Defineix les característiques del medi de transmissió.

4. Administració d'estacions (SMT): Defineix la configuració de la estació FDDI.

1.5.2.2.4 ATM

Amb aquesta tecnologia, a fi d'aprofitar al màxim la capacitat dels sistemes de transmissió, tant de cable com radioelèctrics, la informació no es transmet i es commuta a través de canals assignats en permanència, sinó en forma de paquets curts (cel·les ATM) de longitud constant i es poden ser enrutades individualment mitjançant l'ús dels canals virtuals i trajectes virtuals.

128

http://www.telefonicaonline.com/on/onTOFichaProductoDetalle/1,,v_segmento+EMPR+v_idioma+es+v_producto+1065,00.html

http://www.telefonicaonline.com/on/onTOFichaProductoDetalle/1,,v_segmento+EMPR+v_idioma+es+v_producto+1065,00.html


Cada celda ATM consta de 53 bytes, 48 per Informació d'usuari y 5 de capçalera amb la informació de control.

En el terminal transmissor la informació és escrita byte a byte en el camp d'informació de l'usuari, de la cella i a continuació s'afegeix la capçalera.

A l'extrem distant, el receptor extreu la informació també byte a byte de les cel·les entrants i d'acord amb la informació de capçalera, la envia on la indiqui, que pot ser un terminal o un altre mòdul ATM per ser encaminat a un altre destí.

En el cas de la existència de més d'un camí entre els punts d'origen i destí, no totes les cel·les enviades durant el temps de connexió d'un usuari aniran pel mateix camí, ja que en ATM totes les connexions funcionen sobre una base virtual.

La tecnologia ATM va ser l'aposta de la indústria tradicional de les telecomunicacions per les comunicacions de banda ampla. Es va plantejar com la eina per la construcció de xarxes de banda ampla basades en la commutació de paquets.

Les velocitats amb les que es va pensar (622 Mbps) han estat ràpidament superades i no està clar que ATM sigui la opció més adequada per les xarxes futures de velocitats de l'ordre de Gigabit. ATM s'ha trobat amb les tecnologies de la indústria informàtica que amb projectes com VoIP sembla que ofereixen millors perspectives. ATM es fa servir en llocs que necessiten suport per velocitats moderades, com és el cas d'ADSL.

129


1.6 MultiplexacióDues estacions que es comuniquen entre elles per un canal, gairebé mai no fan un ús intensiu de la capacitat de la línia. Per obtenir la màxima eficiència, el desitjable seria compartir aquesta capacitat amb d’altres estacions de manera que poguessim optimitzar-ne l’ús.

Això s’aconsegueix amb la Multiplexació, especialment en comunicacions de llarga distància.La multiplexació permet portar “n” comunicacions per una sola línea.

El Multiplexor (MUX) agafa “n” línies i les combina en una de sola.El Demultiplexor (DEMUX) agafa una línia i les divideix en “n”

Característiques:

• Com més quantitat de dades poguem fer passar pel canal més efectius són els multiplexors. ( més dades menys preu per bit )

• La majoria d’equips en tenen prou amb velocitats que van des de 9600 a 64K

Les formes de fer això són molt diverses, però les més corrents són:

1.6.1 Multiplexació per divisió de freqüències

També es coneix com FDM

• Cal que l’ample de banda de la línea sigui més gran que la suma de les quantitats de dades que generem.

• Les dades s’envien en senyals analògiques• És el sistema típic de la transmissió de les TV ( canviant de freqüència tenim un

altre canal)• Cada freqüència es separa de les altres amb una zona “morta” que no es fa

servir, per evitar interferències.

L’inconvenient és que si no emetem, el canal estarà buit i no l’optimitzem gaire.

130


1.6.2 Multiplexació per divisió de temps

També es coneix com TDM

És poden transmetre senyals digitals o analògiques (empaquetades com a senyals digitals) en un sol camí, mesclant en el temps porcions de les senyals originals.

Aquesta mescla es pot fer bit a bit o en blocs.

Cada un dels emissors té assignat un temps en el que pot transmetre i si no han de transmetre el deixen buit. D’aquesta manera qualsevol estació que vulgui transmetre pot fer-ho en qualsevol moment.

Exemple: tenim 4 possibles emissors, el que fem és donar un temps a cada un (suposem 1 ms que en el gràfic el representaré com a un requadre)

Cicle 1 Cicle 2 Cicle 3 Cicle 41 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 ...

...Si vol transmetre, transmet, sinó, el temps que tenia per retransmetre queda buit (part de dalt indica qui pot transmetre, i la part de baix si transmet o no)

En les transmissions asíncrones, normalment el Multiplexor elimina els bits d’inici / aturada i el receptor els torna a afegir.

En les transmissions síncrones, simplement es determina quant de temps tindrà cada un dels emissors.

Aquest sistema té el problema que es perd molt ample de banda, per solucionar-ho sovint es ponderen els temps que assignem a cada estació en funció de la seva capacitat de transmissió. És a dir, no donem el mateix temps a un mòdem de 9600 bps que a un de 55600 bps perquè se suposa que el de 55600 tindrà més dades que transmetre.

Per evitar que els rellotges es desincronitzin, de tant en tant s’envien senyals de control.

1.6.3 Multiplexació estadística per divisió de temps

També es coneix com TDM intel.ligent o TDM síncrona

Aquest sistema permet que els dispositius que tenim connectats al multiplexor tinguin una suma d’ample de banda superior al de la línea de sortida.

El que fa és basar-se en la idea de que no semple tothom vol retransmetre i per tant que només transmeti qui vol fer-ho.

Cada línea té assignada una memòria buffer i quan vol transmetre el que fa no és transmetre directament sinó omplir aquest buffer.

El multiplexor va mirant els buffers alternativament i si està ple transmet i si no passa al següent sense esperar temps.

131


D’aquesta manera als que no han de transmetre no se’ls assigna temps. El temps només es reparteix entre els que volen retransmetre.

En aquest sistema, però, cal que el paquet de dades tingui informació de qui és el que envia.

Pot passar que en moments de pics de funcionament, el sistema no vagi tant optimitzat com els anteriors, però en mitjana aquest sistema és millor.

Ex. Temps 1: volen transmetre 1 i 3Temps 2: Volen transmetre 3Temps 3: --Temps 4: Volen transmetre 2, 3 i 4

A més fem que el cicle sigui només repartit entre dues estacions, perquè aquest sistema ens permet fer-ho.

Cicle 1 Cicle 2 Cicle 3 Cicle 4 Cicle 5 Cicle 6 Cicle 7 ...1 3 3 2 3 4 ...

Amb l’anterior sistema TDM tindríem:

Cicle 1 Cicle 2 Cicle 3 Cicle 41 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 ...

...

Podem observar que amb el primer sistema acabem totes les transmissions en 90 ms, mentre que amb el segon sistema no acabem les transmissions fins a 150 ms

132


133


APENDIX A: ADSL

DSL són les sigles de Digital Subscriber Line.

El 1988 un enginyer de Bell Labs va descobrir que pel mateix cable de coure pel que passava la línia telefonica la veu només ocupa 4 Khz i que deixa diversos MegaHertz sense fer servir. Aquest descobriment va salvar de l'ostracisme al cable telefònic i està fent millonaries a les companyies telefòniques.

La idea és aprofitar el mateix cablejat del telèfon analògic per la transmissió de dades a Internet a alta velocitat, establint dos canals de comunicació sobre la mateixa línea física. En principi aquests canals són independents i per això en ADSL (A d’asimètric) sovint hi ha més canal de descàrrega de de pujada.

Els ADSL són mòdems que fan servir més frequència per optimitzar la línia (24000 Hz-1100000 Hz)

El que fan és dividir la freqüència en blocs de 4000 Hz i a cada bloc simulen que hi ha un mòdem virtual.

D’aquesta manera aconsegueixen 249 mòdems virtuals i la suma de tots ells és la velocitat total.

Per poder contractar una línea ADSL en un lloc, cal que es compleixin uns requisits:

- Que la central telefònica estigui preparada- Que la distància de la central a la instal.lació no superi el màxim establert.- Es necessita un mòdem específic

A.1 ADSL de Telefonica

ADSL son las sigles en anglès de Asimetric Digital Subscriber Line que corresponen a Línia d’abonat Digital Asimètrica.

Com es veu el la figura, ADSL fa servir els espectres de freqüència que no es fan servir pel transport de veu, i que per tant, fins ara, no feien servir els mòdems de banda vocal (els normals V32 a V90). Aquests darrers només transmeten en la banda de freqüència que va de 300 Hz fins a 3400 Hz. En canvi els mòdems ADSL operen en un rang de freqüències molt més alt: el que va aproximadament des dels 24 KHz fins als 1104 KHz.

Això fa que l’ADSL pugui coexistir en el mateix bucle d’abonat amb el servei telefònic convencional. (Amb un mòdem tradicional, no era possible perquè feien servir les

134


mateixes freqüències). Així amb ADSL és possible sobre la mateixa línia, fer, rebre y mantenir una trucada telefònica simultàniament a la transferència d’informació sense que cap dels dos serveis en sigui afectat.

ADSL també es pot oferir sobre RDSI fent servir les freqüències que no fa servir.

En el model de Telefonica, el que fem servir de referència, els mòdems d’aquest tipus fan servir les freqüències entre 125 Khz i 206 Khz pel sentit usuari-xarxa i de 270 khz i fins a 1104 khz en l’altre sentit.

Donat que l’ADSL fa servir el parell de fils de coure (bucle d’abonat) que connecten a qualsevol usuari del servei telefònic amb la central local, la infrastructura bàsica per poder implementar aquesta tecnologia es trobava ja disponible.

AsimetriaADSL es una tecnologia asimètrica, el que significa que les característiques de la transmissió no són iguals en els dos sentits: la velocitat de recepció de dades és molt més gran que la d’enviament, això fa que sigui idònia per accedir determinats serveis, en particular per la navegació per Internet, perquè normalment l’usuari rep més del que envia.

Mòdems i splittersPer completar un circuit ADSL només és necessari col·locar un parell de mòdems

135


ADSL, un a cada costat de la línia telefònica de parell trenat. Un es col·loca a casa del client i l’altre (normalment una bateria de mòdems) a la central telefònica local de la que depèn l’usuari.

Al tractar-se d’una modulació en la que es transmeten diferents volums de dades en els dos sentits, el mòdem ADSL del costat de l’usuari ( ATU-R o ADSL Terminal Unit Remote) és diferent del de l’altre costat, a la centraleta (ATU-C ADSL Terminal Unit Central).

A més davant cada un dels mòdems s’ha de col·locar un dispositiu filtre anomenat splitter.

Aquest dispositiu no és més que un conjunt de dos filtres: un pas alt i un pas baix. La finalitat d’aquests filtres és separar les senyals de freqüències alta (ADSL) i baixa (veu) depenent del sentit de la transmissió.

Alhora protegeix la senyal del servei telefònic de les interferències en la zona de veu produïdes pels mòdems ADSL i als mòdems de les interferències del servei telefònic.

ModulacióL’estàndard ANSI T1.143 ha adoptat DMT (Discrete Multitone - Multitons Discrets) com la tècnica de modulació en ADSL. DMT demostra una major immunitat al soroll, major flexibilitat en la velocitat de transmissió i major facilitat per adaptar-se a les característiques de la línia que altres mètodes.

La implementació bàsicament consisteix en fer servir múltiples portadores (multi-tons) i no només una, que és el que es fa en els mòdems normals. Cada una d’aquestes portadores (subportadores) és modulada en quadratura i amplitud (modulació QAM) per una part del fluxe total de dades que es transmetran. Aquestes portadores estan separades entre elles 4,3125 KHz, i l’ample de banda que ocupa cada subportadora modulada és de 4 KHz.

136


El repartiment del fluxe de dades entre subportadores es fa en funció de la estimació de la relació senyal/soroll en la banda assignada a cada una d’elles. Com més gran és aquesta relació, més cabal de dades s’hi podrà encabir, això implica que el sistema s’adapta a la resposta del canal

La estimació de la relació senyal/soroll es fa al principi, quan s’estableix l’enllaç entre l’ATU-R i l’ATU-C, a través d’una seqüència d’entrenament preestablerta.

La tècnica de modulació feta servir és la mateixa tant a l’ATU-R com a l’ATU-C. La única diferència estableix que ATU-C disposa de fins a 256 subportadores, mentre que l’ATU-R només en té 32.

Sigui quina sigui la tècnica de modulació feta servir, l’estàndard ANSI T1.413 especifica que ADSL ha de fer servir Multiplexació per divisió en la Freqüència (FDM) o Cancel·lació d’Eco per aconseguir una comunicació full-duplex. Ambdues tècniques reserven els subcanals més baixos per la veu analògica.

Multiplexació per Divisió en la Freqüència (FDM) divideix el rang de freqüències en dues bandes, una upstream (sentit ascendent) i una altra downstream (sentit descendent), el que simplifica el disseny dels mòdems, encara que redueix la capacitat de transmissió en sentit descendent, no tant pel menor número de subportadores disponibles com pel fet de que els de menor freqüència, aquelles per les que l’atenuació del parell de coure és menor, no estan disponibles. (aquest és el model que fa servir Telefònica)

137


La Cancel·lació d’Eco elimina la possibilitat de que la senyal en una direcció sigui interpretada com "una senyal produïda por una persona" en la direcció oposada, i per tant tornada en forma d’eco cap a l’origen. Per tant separa de les senyals corresponents als dos sentits de transmissió, permetent majors cabals a costa d’una major complexitat en el disseny dels mòdems.

Cabal màxim, longitud de bucleL’atenuació en la línia creix amb la llargada del cable i a majors freqüències i disminueix al augmentar el diàmetre del cable. Això explica que el cabal màxim que es pot aconseguir amb ADSL varia en funció de la longitud del bucle i les característiques d’aquest.

A més de la longitud i el diàmetre del cable també influeixen:

• Presència de branques multiplexades. • Estat de conservació del bucle. • Acoblament de soroll. • Difonia introduïda per altres serveis (RDSI, xDSL).

En la següent taula es mostren les prestacions màximes d’ADSL en sentit downstream per diferents cables conductors (sense tenir en compte soroll i ponts o branques multiplexades).

Velocitat de transmissió (Mbps) Tipus de cable (mm) Distancia (km)

1.5–2.0 0.5 5.5

1.5–2.0 0.4 4.6

6.1 0.5 3.7

6.1 0.4 2.7

Com es pot veure, la capacitat de transmissió decreix al augmentar la llargada del bucle. Al disminuir el diàmetre del bucle, també decreix la longitud màxima d’abast.

138


La presència de soroll extern provoca la reducció de la relació senyal/soroll amb la que treballa cada una de les subportadores, i aquesta disminució es tradueix en una reducció del cabal de dades que modula a cada subportadora (menys cabal de dades)

Fins a 2’6 Km s’obté una cabal de 2Mb/0’9Mb. Això implica que tenint en compte l’amplada del cable la majoria de les grans ciutats poden rebre un cabal superior a 2Mb.

ADSL necessita un parell de mòdems per cada usuari: un al domicili de l’usuari (ATU-R) i un altre a la central local (ATU-C). Això complicava el desplegament d’aquesta tecnologia d’accés a les centrals. Per solucionar això va aparèixer el DSLAM ("Digital Subscriber Line Access Multiplexer"): un xasis que agrupa gran número de targetes, cada una de las quals consta de diversos mòdems ATU-C, i que a més fa:

• Concentra en un mateix xasis els mòdems de central de diferents usuaris. • Concentra (Multiplexa/demultiplexa) el trànsit de tots els enllaços ADSL cap a

una xarxa WAN. • Realitza funciones de nivell d’enllaç (protocol ATM sobre ADSL) entre el

mòdem d’usuari y el de central.

Les xarxes de comunicacions fan servir el protocol ATM (“Asynchronous Transfer Mode”) per la commutació en banda ample. La transmissió ATM es pot fer en molts tipus de mitjans de transmissió (fibra òptica i línies de coure ... ). En aquest darrer cas,

139


la solució més adequada és fer servir cel·les ATM per transmetre informació sobre l’enllaç ADSL..

Torre de protocolos simplificada, con ATM sobre ADSL

Es desitjable la possibilitat de poder definir sobre l’enllaç ADSL múltiples connexions per diferents serveis.

Amb la utilització d’ATM, sense importar el seu origen, es fragmenta en cel·les (paquets d’informació de mida constant) que es transmeten independentment unes de les altres. Els equips i circuits de transmissió, poden transmetre cel·les que provenen de fonts distintes.

És necessari un protocol de nivell d’enllaç amb mecanismes de Qualitat de Servei (QOS Quality of Service).

No totes les fonts d’informació tenen els mateixos requisits per ser transportades. El tràfic de veu requereix un retard mínim, mentre que les dades no són tan exigents en aquest aspecte. En ATM existeixen procediments de control que garanteixen la qualitat necessària per els diferents tipus d’informació transferida. Les connexions ATM entre origen i destí, s’estableixen ja configurades per garantir el nivell de qualitat contractat, el que permet una major eficiència degut a que cada aplicació sol·licita a la xarxa la qualitat i servei estrictament necessaris, el que es tradueix en un major aprofitament de recursos.

Tenint en compte aquests avantatges que ens ofereix el protocol ATM la solució que s’ha pres per oferir serveis és l’enviament de cel·les ATM sobre l’enllaç ADSL (entre ATU-R i ATU-C situat en el DSLAM)

140


EstàndardsCom qualsevol altra tecnologia, ADSL necessita dels estandards. D’aquesta forma els productes basats en aquesta tecnologia seran consistents en el seu funcionament, independents d’un fabricant en particular, i funcionen com els altres dispositius de la seva mateixa categoria.

• ANSI (American National Standars Institute) en el subcomitè T1.143 issue 1 (1.995) y T1.413 issue 2 (1.998) defineix l’estàndard per la capa física de ADSL. El ETSI (European Telecomunication Standars Institute) ha contribuït incloent un annex amb els requeriments europeus i el TS 101 388 v.1.1.1 amb la solució inicial de ADSL sobre RDSI d’acord a ANSI.

• Igualment el ITU (International Telecommunications Union) en les seves recomanacions G.992.1 (defineix ADSL sobre POTS i ADSL sobre RDSI), G.992.2 (G. Lite), G.994.1, G.995.1, G.996.1 i G.997.1.

• El ADSL Forum és una organització formada per promoure la tecnologia ADSL, desenvolupant protocols, interfícies i arquitectures necessàries.. El ADSL Fòrum està composat per més de 400 membres (Nov. 2000) i inclou als membres més significatius de la comunitat mundial de las telecomunicacions.ADSL Fòrum treballa en col·laboració amb la resta del grup d’estàndards similars.

• EL ATM Fòrum y DAVIC (Digital Audio-Visual Council) han reconegut a ADSL com protocol de transmissió de la capa física per parell trenat no apantallat.

Per complementar la informació relativa a aspectes del entorn regulador en el que es basa el servei es pot consultar www.sgc.mfom.es/adsl/top_adsl.htm

Resum

Característiques RTB RDSI ADSL Cable

Velocitat de baixada 56 Kbps (max) 64 Kbps 256-2,000 Kbps 128-1,500 Kbps

Velocitat de pujada 56 Kbps (max) 64 Kbps 128-512 Kbps 128-1,500 Kbps

Accés permanent No No Sí Sí

Tarifa plana Sí Sí Sí Sí

Bloca telèfon Sí No No No

IP permanent No No Si Sí

Necessita targeta de xarxa No No Si Sí

141

http://www.telefonicaonline.com/on/es/micro/adsl/curso/FACTORES/www.sgc.mfom.es/adsl/top_adsl.htm


A.2 Altres tecnologies

L'ADSL soluciona els problemes de tenir banda ampla a través de línies telefòniques, però alguns serveis com els jocs en línia o la vídeoconferència exigeixen un rati de transferència igual de pujada que de baixada.

La futura HDTV necessita majors velocitats.

A.2.1 ADSL2

Inicialment ADSL2 no millora significativament la velocitat però permet incrementar la qualitat de la senyal.La migració de ADSL a ADSL2 només requereix establir entre la central telefònica i l'usuari un terminal especial que permeti el nou ample de banda, el que no suposa una enorme despesa per part dels proveïdors de servei. Ja existeixen proveïdors europeus que l'ofereixen. Per tant es pot substituir a curt terme.

• ADSL2 aconsegueix una major transferència fent servir mecanismes per reduir les atenuacions i els fenomens de diafonia presents en els cables telefònics.

• ADSL2 té una eficiència superior de modulació/codificació (Trellis de 16 estats i modulació QAM amb constel·lacions d'1 bit) i una sèrie d'algorismes millorats de tractament del senyal que els que oferia ADSL, millorant la qualitat del senyal i augmentant la quantitat d'informació que es pot rebre per un canal analògic.

• Permet l'ús de mecanismes de monitorització de la connexió per detectar-hi i corregir possibles problemes.

• Permet una adaptació de la velocitat a la connexió dinàmicament.• Millora en la gestió de l'energia. Aprofita més els recursos energètics de la connexió• Possibilitat de fer servir més d'una línia telefònica per la connexió.

A.2.2 ADSL2+

La principal diferència en referència amb un sistema ADSL és la quantitat d'espectre que es pot fer servir sobre el cable de coure. Aproximadament és el doble.

El principal avantatge de ADSL2+ és que ofereix velocitats més altes.

Aquest espectre de més es fa servir per incrementar el canal de baixada de informació des de la centraleta a l'abonat, permetent un increment del cabal de la informació.

Aquesta part superior de l'espectre que fa servir és el que està més afectat per la diafonia i l'atenuació

• La velocitat màxima teòrica és de 24 Mbps. Però només per a punts que estiguin a pocs metres de la centraleta telefònica. Les reals són inferiors.

• En punts molt propers a la central supera els 16Mbps i es van reduint progressivament.

• Els que visquin a menys de 3 km tenen garantida una transferència de 6 Mbps com a mínim.

La distancia és crítica i fa que es perdi el senyal i es captin més interferències. També influeix la qualitat de les línies de coure i el seu estat.

142


A.2.3 Altres

VDSL ofereix un increment de la velocitat de com a mínim 6 Mbpps en els dos sentits.

RealADSL incrementa l'abast del senyal en un 10% gràcies a una millora de la comunicació amb els mòdems distants.

VDSL2 permet velocitats de fins a 100 Mbps en ambdós sentits.

143


APENDIX B: El protocol PPP

El protocol PPP permet establir una comunicació a nivell d'enllaç entre dos ordinadors. Generalment es fa servir per establir una connexió a Internet d'un particular amb el seu proveidor d'accés a través d'un mòdem telefònic. (a vegades també es pot fer servir en banda ampla PPPoE o PPPoA)

A més de l'intercanvi de dades, el PPP facilita dues funcions importants Autentificació i Assignació dinàmica d'Adreces.

La tècnica estàndard de fer que els paquets passin pel mòdem i a través d’un ISP per accedir a una altra xarxa (Internet normalment) és el que s’anomena PPP (Point-to-Point Protocol)

PPP també s'ha fet servir per establir connexió amb ordinadors portàtils i les seves oficines remotes de la empresa, per connectar mòdems ADSL i la passarel·la ATM ...

144

GESTIÓ DE XARXES D’ÀREA LOCALfsala2/GXAL - 1 Telematica.pdf · En el mateix temps, les xarxes...

Documents

Transcript of GESTIÓ DE XARXES D’ÀREA LOCALfsala2/GXAL - 1 Telematica.pdf · En el mateix temps, les xarxes...