Redes Lan

CAPTULO12

Redesderealocal

Unareddeiealocal(LAN)esunsistemadetransmisindedatosquepermitequeluiciertonme10dedispositivosindependientessecoinuniqnenentresidentrodeunreageogrficalimitada.Haycuatrt)tiposdearquitecturaspredominantesenlasLAN:Etiieniet,Buscon]iasodetestigo,Redenanilloconpasodetestigoeinterfazdedatosdistribuidosdefibra(FDDl).Etiiernet,BusconpasodetestigoyRedenanilloconpasodetestigosonestndaresdelIEEEysonpartedesuProyecto802;FDDIesunestndarANSI.LapartequeseencargadelcontroldelenlacededatosdetodoslosprotocolosLANqueseusanactualmentesebasaenHDLC.Sinembargo,cadaprotocoloiiaadaptadoMDLCparaqueseajustealosrequisitosespecficosdesupropiatecnologa.{Porejemplo,atecnologaenanillotienenecesidadesdistintasquelatecnologaenestrella,comoveremosmstardeenestecaptulo.)Lasdiferenciasenlosprotocolossonnecesariasparagestionarlasdistintasnecesidadesdecadadiseo.

12.1.PROYECTO802En1985,laComputerSocletydelIEEEcomenzelproyecto,denominadoProyecto802,paradefinirestndaresquepermitieranlaintercomimicacinentreequiposdedistintosfabricantes.ElProyecto802nobuseareemplazarningunapartedelmodeloOSI.Enlugardeeso,esunaformadeespecificarflmcionesde!nivelfsico,elniveldeenlacededatosy,enmenorextensin,elnivelderedparapermitii'lainterconectividaddelosprincipalesprotocolosLAN.

En1985,laComputerSocielydelIEEEdesarrollelProyecto802.Este)royectocubrelosdsi3ii-merosnivelesdelmodeloOSIypartedelteix:ernivel.

LasrelacionesdelProyecto802delIEEEconelmodeloOSIsemuestrienlaFgiua12,1.ElIEEEhasubdivididoelniveldeenlacededatosendossubniveles:controldelenlacelgico{VAjC,LgicalLinkCoi//)ycontroldeaccesoalmedio(MAC,MdiumAccessControl).ElLLCnoesespecficoparacadaarquitectina;esdecir,eselmismoparatodaslasLANdefinidasporelIEEE.Porotraparte,elsubnivelMACcontieneunciertonmerodemdulosdiferentes,cadaunodeioscualescontieneinformacinespecificadelpropietarioparaeltipodelproductoLANquesequiereutilizar.355

OtrosOtros

nivelesniveles

RedRed

Coni'oldeenlatelgico(LLC)Enlace

Controldeaccesoalmedlo(MAC)i.'-dedatos

FsicoFsico

1802.1Conexinentrerecles|

802.Controldeenlaclgico(LLC)

356TKANSMISINDEDATOSYREDESDECOMUNICACIONES

Pioyoclo(12ModeloOSiFigura12.1.LANcomparadaconelmodeloOSI.

ElProyecto802liadivicikioelniveldeenlacededatosendossiibnivclesdistintos;controldecnla-eelgico(LLC)ycontroldeaccesoalmedio(MAC).

Ademsdeestosdossiibnivcles,elProyecto802contieneunaseccinqueestablecelacomunicacinentreredes.EstaseccinaseguralacompatibilidaddedistintasLANyMANqueusandistintosprotocolosypermiteelintercambiodedatosentreredesquedeotraformaseranincompatibles.LafuerzadelProyecto802estensumodularidacl.MediantelasubdivisindelasfuncionesnecesariasparalagestindelaLAN,losdiseiiadotesfueroncapacesdeestandarizaraquellasquepodransergeneralizadasydeaislarlasquedebense'especficas.Cadasubdivisinseilentificamedianteunluimero:802.1(comunicacinentreredes);802.2(LLC);ylosmdulosMAC802.3(CSMA/CD),802.4(Busconpasodetestigo),802.5(Redenanilloconpasodetestigo)yotros(vaselaFigura12.2).

Otros

CAPTULO2.REDESDEREALOCAL357

IEEE802.1ElEEE802.1eslapartedelProyecto802dedicadaalosaspectosdecomunicacinentreredesLANyMAN.Aunquetodavanoestcompleto,intentaresolverlasincom]ialibilida-desentrearquitecturasderedessinqueseanecesariohacermodificacionesenlasdireccionesexistentes,losmediosdeaccesoylosmecanismosdeleciiperacindeerrores,entreotros.Algunosdeestostemassetratiu'nenelCapitulo21.

ElIEEE802.1esunestndardecomunicacinentreredesparaLAN.

LLCEngeneral,elmodelodelProyecto802delIEEEtomalaestructuradeunatramaHDLCyladivideendosconjuntosdefimciones.Unconjuntocontienelasporcionesdeusuariofinaldelatrama:lasdireccioneslgicas,lainformacindecontrolylosdatos.Estasfuncionessongestionadasporelprotocolodecontroldeenlacelgico(LLC)delIEEE802.2.SeconsideraqueelLLCeslacapasuperiordelniveldeenlacededatosdelIEEE802yescomiinatodoslosprotocolosLAN.

Elcontroldeenlacelgico(LLC)delIEEE802.2eselsubnivelsuperiordelniveldeenlacededatos.

MACElsegundoconjuntodefunciones,elsubniveldecontroldeaccesoalmedio(MAC),resuelvelacontencinenelaccesoalmediocompartido.Contieneespecificacionesdesincronizacin,indicadores,flujoycontroldeerrornecesariasjarallevarlainformacindeunlugaraotro,ascomolasdireccionesfsicasdelasiguienteestacinquedeberecibiryenrutarunpaquete.LosprotocolosMACsonespecficosdelaLANquelosusa(Ethernet,Redenanilloconpasodetestigo,Busconpasodetestigo,etc.)

Elcontroldeaccesoalmedio(MAC)eselsubnivelinferiordelniveldeenlacededatos.

niveles

niveles

Red

Enlacededatos

Unidaddedatosdelprotocolo(PDU)LaunidaddedatosdelnivelLLCsedenominaunidaddedatosdelprotocolo(PDtl).LaPDUcontienecuatrocamposqueresultanfamiliaresdeHDLC:unpuntodeaccesoalservicioendestino(DSAP),unpuntodeaccesoaservicioenelorigen(SSAP),uncampodecon

C.SIVI./CI)

81)2.4lilisl'dll

8U2.5Redenaliilto

trolyuncampodeinformacin(vaselaFigura12.3).

(letestigo

eiiiipHMi

Fsico

Pi'ovetio8(12

detMtiso

ModelOsl

DSAPySSAPDSAPySSAPsondireccionesqueusaelLLCparaidentificarlaspilasdeprotocolosenlasmquinasreceptorasyemisorasqueestnusandoygenerandolosdatosrespectivamente.ElprimerbitdelDSAPindicasilatramaesldestinadaaunindividuooatingrupo.Elpritnerbitdel

Figui'a12.2.Pmyeclo802.

SSAPindicasilacomunicacinesunaPDUdeordenoderespuesla(vaselaFigura12.3).

DSAPSSAPControlInformacin

358TH/INSMSINDEDATOSYREDESDECOMUNICACIONES

ControlElcampodecontroldelaPDUesidnticoalcampodecoiiti-olenHDLC.AligualqueenI-IDLC,lastramasPDUpuedensertramasI,tramasSotramasUypuedentransportartodosloscdigoscinformacinquetransportanlastramascorrespondientesdeMDLC(vaselaFigura12.4).LaPDUnotienecamposindicadores,niCRCnidireccindeestacin.Estoscamposseaadenenelsubnivelbajo(elnivelMAC).

12.2.ETHERNET

ElIEEE802.3proporcionaunaLANestndardesarrolladaoriginalmenteporXeroxyampliadaposteriormenteenunesfuerzoconjuntoentreDigitalEquipmcntCorporation,JntelCorporationyXerox.ElresultadosedenominEtliernet.

DSAI';PuntodeaccesoaservicioendestinoSS.\P:PtiiUodeaccesoaservicioenorigenUsadoparadiieccionaniicntodenivelsiiperiorj-


Figura12.5.EEES02.3.

ElIEEE802,3definedoscategoras:bandabaseybandaancha,comosemuestraenlaFigura12.5.Lapalabrabmeespecificaunaseiialdigital(enestecaso,codificacinMan-chester).Lapalabraanchaespecificaunasetialanalgica(enestecaso,codificacinPSK).ElIEEEdivide!acategoradelabandabaseencincoestndaresdistintos:lOBaseS,10Base2,IBasc-T,IBaseSylOOBase-T.Elprimerniimero(10,1o100)indicalatasadedatosenMbps.Elltimonmerooletra(5,2,1oT)indicalamximalongituddecableoeltipodecable.ElIEEEdefinenicamenteunaespecificacinparalacategoradebandaancha:IOBroad36.Denuevo,elprimerntiiero(10)indicalatasadedatos.Elltimontiierodefinelamximalongitiiddelcable.Sinembargo,larestriccindelamximalongituddelcablesepuedecanibiarusandodispositivosderedtalescomorepetidoresopuentes(vaseel

oindividualOordenIynipo1respuesta

Figuni12.3.FonnclaPDU.

DSM'

s;UsadoporelILEEj

Bitconsulta/finalNmerodesecuenciadetrantaenviada

Captulo2]).

Mtododeacceso:CSMA/CDSiemprequemltiplesusuariostienenaccesoincontroladoaunanicalnea,existeelpeligrodequelassetialessesolapenysedestruyanentres.Estossolapamientos,queconviertenlassealesenruidointil,sedenominancolisiones.Amedidaqueseincrementaeltrficoenunenlaceconmltiplesaccesos,seincrementanlascolisiones.Portanto,unaLANnecesitaunmecanismoparacoordinareltrfico,minimizarelnmerodecolisionesqueseproducenymaxiniizarelnmerodetramasqueseentreganconxito.ElmecanismodeaccesoalmediousadoenunaEthernetsedenominaportadorasensibleaaccesoiiiiiltplecondeteccindecolisiones(CSMA/CD,CarerSeiiseMltipleAccesswilhCollisionDetection)(estandarizadoenelIEEE802.3).CSMA/CDeselresultadodelaevolucindeaccesomltiple(iVIA,MltipleAccess)aportadorasensibleaaccesomltiple(CSMA,CavrierSenseMltipleAccess)y,final

Code

Nnieiode.secuenciadelasiguientetramaesperadaCdigoparaIraniasdosupervisinosinnumerar

mente,aunaportadorasensibleamltiplesaccesoscondeteccindecolisin(CSMA/CD).Eldiseooriginalfueunmtododeaccesomltipleenelquecadacomputadoratenaelmistnoaccesoalenlace.EnMAnohabaningunaprevisinparacoordinareltrfico.Elaccesoalalneaestabaabiertoparacualquiernodoentodomomento,asuiniendoquelasprobabilidadesdequedosdispositivoscompitieranporelaccesoalenlacealmismotiempo,eranlosuficientementepequeasparanosertenidasencuenta.Cualquierestacin

Figura12.4.CampodecontmlenunaPDU.

deseandotransmitirpodiahacerlo,confiandoenlosreconocimientosparaverificarquela

PrembuloSFDDireccinDireccinLongitud

destinoorigendePDU

360TRANSMISINDEDATOS)'REDESDECOMUNICACIONES

CAPTULO12.REDESDEAreALOCAL361

Prembulo56bitsde1yOallernalivosSFDDclimitaclordelcampode

inicio,bancleia{10l)H)ll)7byLesIbyle6bytes6bytes2bylcsl'igiira12.7.TmmaMACS02.3.

EspecificacinelctricaSeales

4bytes

b.AmeselequelasealalcancelacomputadoiaE,Eti-ansimitedatos.Hayunacolisin

Figura12.6.ColisU'manCSMA/CD.

tramatransmitidanohabasidodestruidaporcualquierotrotipodetrficoexistenteenlalnea.EnelsistemaCSMA,cualquierestacinquequisieratransmitirdebacomprobarjirevia-mentequenohubieratrficoenlalnea.Losdispositivosescuchancomprobandolaexistenciadeunciertovoltaje.Sinosedetectavoltaje,seconsideraquelalneaestvacayseinicialatransmisin.CSMAreduceelnmerodecolisiones,peronolaselimina.Lascolisionespuedenseguirocurriendo.Siotraestacinhatransmitidodemasiadorecientementeparaquesusealhayaalcanzadolaestacindestino,elqueescuchaasumequelalneaestvacaeintroducesupropiasealenlamisma.Elpasofinalesaadirelmecanismodedeteccindecolisin(CD,CoUisionDetec-tion).EnCSMA/CD,laestacinquequieretransmitirescuchaprimeroparaestai'seguradequeelenlaceestlibre,acontinuacintransmitesusdatosydespusvuelveaescuchar.Durantelatransmisindedatos,laestacincompruebasienlalneaseproducenlosvoltajesextremadamentealtosqueindicanunacolisin.Sisedetectaunacolisin,laestacindejadetransmitiryesperaunaciertacantidaddetiempopredefinidoparaquelalneaquedelibre,enviandolosdatosdenuevodespusdeello(vaselaFigura12.6).

DireccionamieiitoCadaestacinenunaredEthernet(comounaPC,estacindetrabajooimpresora)tienesupropiatai-jetadeintcrfazdered(NIC,NeworkInlerfaceCarel).LaNICestsituadahabi-tiialmentedentrodelaestacinyproporcionaalaestacinunadireccinfsicade6hytes.ElnmerodelaNICesnico.

Lossi.stemasdebandabaseusancodificacindigitalManchester(vaseelCaptulo5).Unsistemadebandaancha,10Broad36,queusaconversindigital/analgico(PSKdiferencial).TasadedatosLasLANEtheinetpuedenproporcionartasasdedatosentre1y100Mbps.

FormatodetramaElIEEE802.3especificauntipodetramaquecontienesietecampos:prembulo,SFD,DA,SA,longitud/tipode!aPDU,trama802.2yelCRC.Ethernetnoproporcionaningnmecanismoparareconocerlastramasrecibidas,raznporlaqueseleconocecomounmedionofiable.Losreconocimientosdebenserimplementadosenlascapasdenivel.superior.ElformatodelatramaMACenCSMA/CDsemuestraenlaFigura12.7.Prembulo.Elprimercampodelatrama802.3,elprembulo,contienesietebytes(56bits)decerosyunosalternosquealertanalsistemareceptordelallegadadeunatramaylepermitensincronizarsutemporizadordeentrada.Elpatrn1010101proporcionanicamenteunaalertayunpulsodetemporizacin;seconfundedemasiadofcilmetiteparaservircomounavisotildelallegadadeunflujodedatos.HDLCcombinlaalerta,temporizacinycomienzodelasincronizacinenunnicocampo:elindicador.ElIEEE802.3divideestastresfuncionesentreelprembuloyelsegundocampo,eldelimitadordecomienzadetrama(SFD,SkirtFronteDeliini-ter).Deliniitadordecomienzodetrama(SFD).Elsegundocampodelatramadel802.3(unbyte;10101011)indicaelcomienzodelatrama.ElSFDledicea!receptorquetodoloquerecibaacontinuacinsondatos,empezandoporlasdirecciones.Diieccindedestino(DA,DesUmttionAdciress).Elcampodedireccindedestino(DA)incluyeseisbytesycontieneladireccinfsicadelsiguientedestinodelpaquete.UnadireccinFsicadelsistemaesunpatrndebitscodificadoensutarjetadeinterfazdered(NIC).CadaNICtieneunadireccinnicaqueladistinguedecualquierotraNIC.Siel|>aquetedebeatravesardeunaLANaotraparaalcanzarsudestino,elcampoDAcontieneladireccinfsicadelencaminadorqueconectalaLAN

TRANSMISINDEDATOSYREDESDECOMUNICACIONES362

actualconlasiguiente.Cuandoelpaquetealcanzalareddestino,elcampoDAcontieneladireccinfsicadeldispositivodestino.Direccinfuente(SA,SotirceAcUlress).Elcampodedireccinfuente(SA)tambintieneseisbytesycontieneladireccinfsicadelltimodispositivoenreenviarelpaquete.Estedispositivopuedeserlaestacinemisoraoelencamiiiadorquemsrecientementeharecibidoyreenviadoelpaquete.Longitud/tipodePDD.LosdosbytessiguientesindicanelnmerodebytesenelPDUentrante.SilalongituddelPDUesfija,estecamposepuedeusarparaindicareltipoocomobaselaraotrosprotocolos.Porejemiilo,NovelleInternetlousanparaidentificarelprotocolodenivelderedqueseusaenelPDU.Trama802.2(PDU).Estecampodelatrama802.3contienetodalatrama802.2comounaunidadmodularremovible.LaPDUpuedeserdecualquierlongitudentre46y1.500bytes,dei)endiendodeltipodetramaydelalongituddelcampodeinformacin.LaPDUesgeneradaporelsubnivelsuperior(LLC)ydespusaadidaalatrama802.3.CRC.Elltimocampodelatrama802.3contienelainformacindedeteccindeerror,enestecasounCRC-32,

ImplementacinAunquelamayorpartedelestndardelProyectoIEEE802secentraenelniveldeenlacededatosdelmodeloOSI,elmodelo802tambindefinealgunasdelasespecificacionesfsicasparaotrosprotocolosdefinidosenelnivelMAC.Enelestndar802.3,elIEEEdefinelostiposdecable,conexionesysealesautilizarencincoimplementacionesdistintasdeEthernet.TodaslasLANEthernetseconfigurancomobuseslgicos,aunquesepuedenimplementarfsicamentecontopologasdebusodeestrella.Cadatramasetransmiteacadaestacindelenlaceperoesledanicamenteporlaestacinalacualvadestinada.

10BASE5:EthernetdecablegruesoElprimerodelosestndaresfsicosdefinidosenelmodelodelIEEE802.3sedenominalOBaseS,EthernetdecablegruesooThicknet.Estaabreviaturasederivadeltamaodelcable,queesaproximadamentedeltamaodeunamangueradejardnydemasiadorgidaparapodercurvarseconlasmanos.LatopologalOBaseSesunaLANcontopologadebusqueusasealizacinenbandabaseytieneunamximalongituddesegmentode500metros.ComoseverenelCaptido21,sepuedenusardispositivosdered(talescomorepetidoresypuentes)parasolventarelproblemadelalimitacindetamaoenlasredesderealocal.EnlaEthernetdecablegrueso,unaredderealocalsepuededividirensegmentosmediantedispositivosdeconexin.Enestecaso,lalongituddecadasegmentoselimitaa500metros.Sinembargo,parareducircolisiones,lalongitudtotaldelbusnodeberaexcederlos2.500

NICTaijctadeinterfazalared(dentrodeInes(acin)

Unidaddeconexinalmedio(MAU)

Figura]2.9.TopologadelOBaseS.

CAPTULO12.REDESDEAreaLOCAL363

Interfazdelaimidatieeoiicxin(AUI)Ciibt'rielliaiisceijfo!Mximo50metros

metros(5segmentos).Igualmente,elestndarexigequecadaestacinestseparadadesuvecinomsprximoalmenos2,5metros(unas200estacionesporsegmentoy1.000estacionesentotal);vaselaFigura12.8.LosconectoresfsicosyloscablesqueseutilizanenlOBaseSincluyencablecoaxial,tarjetasdeinterfazdered,transceptoresycablesconinterfacesdeunidaddeconexin(AUI).LainteraccindeestoscomponentessemuestraenlaFigura12.9.

CableRG-8ElcableRG-8(RGsignificagobernadoporradio)esuncablecoaxialgruesoqueproporcionalatroncaldelestndarIEEE802.3.Ti'iinscej)toi'CadaestacinestconectalamctlianteLincableAUIaundis)D0sitiv0intermediodenominadoiinidiuldeconexinalmedio(MAU,MeclhiinAllachineiiUnil)o,mscomnmente,untransce|)tor(abreviaturadetransmisor-receptor).EltransceptorllevaacabolasfuncionesdeCSMA/CDdecomprobacindevoltajeydecolisionesdelalneaypuede

364TRANSMISINDEDATOSYREDESDECOMUNICACIONES

contenerunpequeobuffer.Tambinparalasfuncionesdeconectorqueuneiniaestacinaicablecoaxialgruesoatravseleimapinza{msadelantesevolveraestetema).CablesAUICadaestacinestenlazadaasucorrespondientetranseeptormedianteunaintert'azdeunidaddeconcxin(AUI),tambinllamadacabledetranseeptor.UnaAUIesuncablede15hilosconenchufesquerealizanlasfuncionesdelainterfazdenivelfsicoentrelaestacinyeltranseeptor.CadaextremodeunaAUIterminaenunconectorDB-15(15pines).ElconectorseenchufaaunpuertodelaNICyelotroenunpuertodeltranseeptor.LasAUItienensulongitudmximarestringidaa50metros,permitiendounaciertaflexibilidadenlasituacindelasestacionesconrelacinalcabletroncal10BASE5.Pinzadeltransccptoj-Cadatranseeptorcontieneunmecanismodeconexin,denominadopinza,porquepermitepinchareltranseeptorencualquierpuntodelalinea.Lapinzaesunacarcasagruesadeltamaodelcableconunpinchodemetalenelcentro(vaselaFigura12.10).Elpinchoestconectadoacablesdentrodeltranseeptor.Cuandosepresionaelcabledentrodelacarcasa,elpinchotaladralascajiasdeenvolturaydeproteccinycreaunaconexinelctricaentreeltranseeptoryelcable.Estetipodeconectorsedenominaamenudopinzavampiroporquemuerdeelcable.10BASE2:EthernetdecablefinoLasegundaimplementacindeEthernetdefinidaporlaserieIEEE802sedenomina10Base2oEthernetdecablefino.LaEthernetdecablefino(tambindenominadaThinnet,cheap-net,eheapenietyEthernetfina)|}ro]Doi'cionaunaalternativamsbarataalaEthei'netlOBaseS,conlamismavelocidaddedatos.AligualquelOBase5,la10Base2usaunaLANcontopo-logiadebus.LasventajasdelaEthernetdecablefinosonsucostoreducidoysufacilidaddeinstalacin(elcableesmsligeroymsflexiblequeelqueseusaenlaEthernetdecablegrueso).Lasdesventajassonquetieneunalcancemenor(185metrosenlugardelos500metrosdisponiblesconlaEthernetdecablegrueso)ysumenorcapacidad(elcablefinoacomodamenosestaciones).EnmuchassituacionestalescomounnmeropequeodeusuariosenunaminicomputadoraUNIXounai'eddecomputadoraspersonalesyestacionesdetrabajoestasdesventajassonirrelevantesylosahorrosdecostehacenquelaI0Base2sealamejoropcin.

Figura12.10.Conexindeuni/ansceptorenlOBASES.


Figura12.11.TopologatielaLANJOBasel.

Ladisposicinfsicadeunsistema10Base2semuestraenlaFigura12.11.Losconecto-resyloscablesqueseutilizanson:NIC,cablecoaxialfinoyconectoresBNC-T.Conestatecnologa,lacircuiteriadeltransceptoi'sesitadentrodelaNICyelconectordeltranseeptorhasidoreemplazadoporunconectorqueconectalaestacindirectamenteenelcable,eliminandolanecesidaddecablesAUI.NICLaNICdeunsistemaEthernetdecablefinoproporcionalamismaflmcionalidadquelasexistentesenunsistemadeEthernetdecablegrueso,mslasmcionesdelostrans-ceptores.EstosignificaqueunaNIC10Base2nosoloproporcionaalaestacinunadireccin,sinoquetambincompruebalastensioneselctricasdelenlace.CablecoaxialfinoElcablenecesarioparaimplementarelestndar10Base2eselRG-58.Estoscablessonrelativamentefcilesdeinstalarytrasladar(especialmentedentrodeedificiosyaexistentesdondeelcabledebecruzarparedesytechos).BNC-TElconectorBNC-TesundispositivoconformadeTytrespuertos;unoparalaNICylosotrosparacadaunodelosdosextremosdeentradaysalidadelcable.lOBASE-T:EthernetdepartrenzadoElestndarmspopulardefinidoenlasseriesIEEE802.3esellOBase-T(tambindenominadoEthernetdepartrenzado),unaLANcontopologaenestrellaqueusacablesdepartrenzadosinblindaje(UTP)enlugardecablecoaxial.ProporcionaunavelocidaddedatosdeIOMbpsytieneunalongitudmxima(desdeelconcentradoralaestacin)de100metros.Enlugardeusartransceptoresiguales,laEthernetlOBase-Tsitatodassusoperacionesderedenunconcentradorinteligentequetieiieunpuertoparacadaestacin.LasestacionesestnconectadasalconcentradorporcablesRJ-45decuatropares(cabledejiartrenzadode8hilossinblindaje)terminadosencadaextremoenunconectormachomuysimilaralasclavijastelefnicas(vaselaFigura12.12).Elconcentradorretransmitetodaslastramasrecibidasalasestacionesquetieneconectadas.LalgicaenlaNICaseguraquesolamentelaestacinquevaaabriryleerunadeterminadatramaesaquellaalacualvadirigida.


captulo12.REDESDEREALOCAL367

Figura12.12.TopologalOBase-T.

ComomuestralaFigura12.12,cadaestacincontieneunaNIC.UnaUTPdecuatroparescuyalongitudnosuperalos100metrosconectalaNICenlae.stacinconelpuertoapropiadoenelconcentradorlOBase-T.ElpesoylaflexibilidaddelcableylaconvenienciadelaclavijaRJ-45hacenquelalOBase-Tsea!aLANdelestndar802.3msfcildeinstalarymantener.Cuandoseanecesarioreemplazarunaestacin,bastaconenchufarlanueva.IBaseS:StarLANStarLANesunproductodeAT&Tusadoconpocafrecuenciaactualmentedebidoasubajavelocidad.Alfuncionarnicamentea1Mbps,es10vecesmslentaquelostresestndaresvistoshastaahora.LacaractersticamsinteresantedelaStarLANessurango,quesepuedeincrementai'medianteunmecanismodenominadoencadenamientoenmargarita.AIigualquela1OBasc-T,laStarLANusacablesdepartrenzadoparaconectarlasestacionesaunconcentradorinteligentecentral.AdiferenciadelalOBase-T,quenecesitaquecadaestacintengasupropiocablededicadoparaconectarsealconcentrador,laStarLANpermiteque10estacionesseenlacenenunacadena,deunaestacinalasiguiente,enlacualsolamenteeldispositivodecabeceraseconectaalconcentrador(vaselaFigura12.13).

12.3.OTRASREDESETHERNETDurantelaltimadcada,hahabidounagranevolucinenlasredesEthernet.SehandiseadovariosesquemasnuevosparatratardemejorarlasprestacionesylavelocidaddelasLANEthernet.Enestaseccinsetratantresdeestoslogros:Ethernetcontinuada,FastEthernetyGigabitEthernet.

Figura12.13.tBaseS.

EthernetconmutadaLaEtiiernetconmutadaesunintentodemejorarlasprestacionesdelaEthernetlOBase-T.LaEthernetlOBase-Tesunareddemediocompartido,loquesignificaquetodoelmedioestinvolucradoencadatransmisin.Estoesasporquelatopologa,aunquefsicamenteesunaestrella,esunbuslgico.Cuandounaestacinenvaunatramaalconcentrador,latramaesretransmitidajrartodoslospuertos(interfaces)yserrecibidaportodaslasestaciones.Enestasituacin,solamenteunaestacinpuedeenviarunatramaenuninstantedado.Sidosestacionestratandeenviartramassimultneamentehayunacolisin.LaFigura12.14muestraestasituacin.LaestacinAestenviandounatramaalaestacinE.Latramaesrecibidaporelconcentradoryenviadaatodaslasestaciones.Todoelcableadodelsistemaestinvolucradoenlastransmisiones.Otraformadepensaracercadeestoesqueunatransmisinusalos10Mbpsdecapacidad.Silosutilizaunaestacin,otranopuedehacerlo.

SlolaestacinEeseldeslinoreal,perotociaslasestacionesrecibenlatranaenviadaporA

Figura12.14.UnaredEtiienielcjiteimiiinconcentrador.

lOOBase-TX|lOOBasc.FX[


SlolaestacinBrecibelatrniiia,porloqueelrestodelmeilioestlibrepnraotratransmisin

FigUJ"!!12.15.UnaEthernetqueusaitnconmiilacloi:

Sinembargo,sisereemplazaelconcentradorcotunconmutador,undispositivoquepuedereconocerladireccindedestinoypuedeencaminarlatramaalpuertoalqueestconectadodichaestacin,elrestodelmedionoseveinvolucradoenelprocesodetransmisin.Estosignificaqueelconmutadorpuederecibirotratramadeotraestacinalmismotiempoypuedeencatninarestatramaasudestinofinal.Tericamente,deestaformanohaycolisiones.Usatidoitncontiiutadorenlugafdeunconcentfador,sepuedeincrementartericamentelacapacidaddeunaredconNdispositivoshastaNx10Mbps,debidoaqueellOBase-TusadosparesdeUTPparacomunicacindplex.LaFigura12.15muestraunaEthernetconmutada.CuandolaestacinAenvaunatramaalaestacinE,laestacinBtambinpuedeenviarunatramaalaestacinDsinquehayacolisin.

FastEthernetAmedidaqueaplicacionesnuevas,comoeldisetioasistidoporcomputadora(CAD),procesamientodeimagenylautilizacindeaudioyvdeoentiemporeal,vansiendoimplementa-dasenlasLAN,haynecesidaddetenerLANconunavelocidaddedatosmayorque10Mbps.LaFastEtiiernetoperaa100Mbps.Afortunadamente,debidoalaformaenquesediseiiEthernet,esfcilincrementarlavelocidadsidecreceeldominiodecolisin(lamxitnadistanciaqueviajanlosdatosentredosestaciones).EldotniniodecolisindeEthernetestlimitadoa2.500metros.Estalimitacinesnecesariaparapermitirutiatasadedatosde10MbpsusandoelmtododeaccesoCSMA/CD.ParaqueCSMA/CDfuncione,unaestacindeberasercapazdenotarlacolisinantesdequetodalatramasehayasituadoeneltnedio.Sisehaenviadotodalatramaynosehadetectadolacolisiti,laestacinasumequetodoestbien,destruyelacopiadelatramayetivalasiguiente.EltatnatiomnimodeunatratnaEthernetes72byteso576bits.Etiviar576bitsauna


quetardaelemisorenliansmitir576bitsdichacolisindebeserdetectada.Enotraspalabras,lacolisindebeserdetectadadurantelos57,6microsegutidos.Estetiempoes.suficietiteparapermitirqueunasealhagaunviajedeidayvueltade5.000rnetrosalavelocidaddepropagacinenunmediodetransmisintpicocomouncabledepartrenzado.Paraincrementarlavelocidaddelosdatossincatnbiareltamatiomnimodelatratna,esnecesariodisminuireltiempodeidayvuelta.Conunavelocidadde100Mbps,eltiempodeidayvueltasereducea5,76tnictosegundos(576bits/100Mbps).EstosignificaqueeldotniniodecolisinsedebereducirIveces,de2.500metrosa250metros.EstadistnitincinnoesunproblemadebidoaquelasLANconectanactiiahiientcconijiutadorasdesobremesaquenoestnseparadasmsallde50o100tiietrosdelconcentradorcentral.Estosignificaqueeldominiodecolisinestentre100y200tiietros.LaFastEthernetesunaversindeEthernetconunatasadedatosde100Mbps.Nohayningncambioenelformatodetrama.Nohayningncambioenelmtododeacceso.LosnicosdoscambiosenelnivelMACsonlatasadedalosyeldominiodecolisin.Latasadedatosseincrementaenunfactorde10;eldominiodecolisinsedisminuyeenutifactorde10.Enelnivelfsico,laespecificacindesarrolladaparalaFastEthernetesunatopologasimilaralalOBase-T;sinembargo,parasatisfaceralnivelfsicodelosdistintosrecursosdisponibles,elIEEEhadiseiiadodoscategorasdeFastEthernet:1OOBase-Xy1OOBase-T4.Laprimerausadoscablesentrelaestacinyelconcentrador;elsegundousa4.La1OOBase-Xsedivideasiivezendostipos:lOOBase-TXylOOBase-FX(vaselaFigura12.16).lOOBase-TXEldiseilodelOOBase-TXusadoscablesdepartrenzadosinblindaje(UTP)decategora5odoscablesdepartrenzadoblindado(STP)paraconectarunaestacinconelconcentrador.Unparseusaparallevarlastramasdesdelaestacinalconcentradoryelotroparatransportarlastramasdesdeelconcentradoralaestacin.Lacodificacines4B/5Bparagestionarlos100Mbps;lasetializacinesNRZ-I.Ladistanciaentrelaestacinyelconcentrador(oconmutador)debesermenorde100metros(vaselaFigura12.17).

FastEtiiernet

lOOBasc-X

IOOBasc-T4

velocidadde10Mbpsconsume57,6microsegundos(576bits/10Mbps=57,6).Antesdequesehayaenviadoelt!tltiniobit,elprimerbitdebehaberalcanzadoelfindelextremodeldominioy,sihayutiacolisin,debesertiotadaporelemisor.Estoim])licaqueduranteeltiempo

2i)areseleUTPoSTP2fibraspticasFigura12.16.ClaseseleImplementacionesdehastEthernet.

4paresdeUTP

370THNSMSSINDEDATOS1'REDESDECOMUNICACIONES

lOmclms

2UTPoSTI'decategoiii5

CAPITULO12.REDESDEAREALOCAL371

I))nielroB

4UTPdecategora3o5

Rstaciii

Coclificaciti4B/5B,eiialibacinN!2-!

Coiiceiiiracloi'o

lstaciii

Cotlifitaciii8I3/6T

Coiiceiilracloio

tomniiladoi'

coiiimiladoj'

a.EsquciTii

Figura12.17.ImpieimiiiacindetaOOBasi-TX.

Enva

OOOOlOiO

lOOBasc-FXEidiseodelalOOBase-FXusadosfibraspticas,unaparaHevirlasIraniasdelaestaciu

lecitie

alconcentradoryotradelconcentradoralaestacin.Lacodificacines4B/5ByhisealizacinesNRZ-1.Ladistfinciaentrelaestacinyelconcentrador(oconmutador)debesermenorde2.000metros(vaselaFigura12.18).100Bas-T4Elesquemadela100B!isC"T4sedisehaciendounesfuerzoparaevitarelcableadoextra,

b.Usode4|iEiresUTP

Figura12.19.lOOBcise-n

c.Ejemplodecodificacin8B/6T

NecesitacuatroparesUTPdecategora3(gradovoz),queyaestndisponiblesparaeiserviciotelefnicoenlamayoradelosedificios.Dosdeloscuatroparessonbidireccionales;losotrosdossonimidireceionales.Estosignificaqueencadadireccinseusantresparesalmismotiempoparallevardatos.Debidoaquelatasadedatosde100MbpsnosepuedemanejarmedianteunaUTPdegradovoz,laespecificacindivideelflujodedatosa100Mbpsentresflujosde33,66Mbps.Parareducirlatasadebaudiosdelatransmisin,seusaunmtododenominadoSB/T(8buario/6ternario)enelquecadabloquedeochobitssetransformaenseisbaudiosdetresnivelesdevoltaje(positivo,negativoycera).LaFigura12,19muestraeiesquemayunejemplodesucodificacin.

2fibraspticrts

EstacinCodiricaciti4[/5I3,seLizacinNRZ-I

Figura12.18,QOiaaeFX.

GigabitEthernetLamigracinde10MtipsalOMbpsanimalcomitdelIEEE802.3adisearlaEthernetGigiibit,quetieneunatasadedatosde1.000MbpsoIGbps.Laestrategiaeslamisma;elnivelMACylosmtodosdeaccesosiguensiendolosmismos,perosereduceeldominiodecolisin.Sinembargo,elnivelfsicoelmediodetransmisinyelsistemadecodificacincambia.LaEthernetGigabitsediseprincipalmenteparasuusoconfibraptica,aunqueelprotocolonoeliminaelusodecablesdepartrenzado.LaEthernetGigabitsirvehabitualmentecomotronca!paraconectarredesFastEthernet.EniaFigura12.20semuestraluejemplodeello.

CojumitaclrtieIGbps

Figura12,20.AodslaElhante!Gigabit.

Caracterstical.OOOBase-SXl,OOOBase-LXLOOOBase-CXl.OOOBase-T

MedioFibraptica(multirhoclo)Fibiaptica%(ruiltiomonomedo)UTP

SealLserdeondacortaLserdeondalarga-fr:ElctricaElctrica

Distanciamxima550m550m(niultimodo)5.000m(monomodo)25m25mls

372TRiNSMISiNDEDATOSYREDESDECOMUNICACIONES

Tabla12.1.ComparacinentrelasimplementacionesdeEthernetGigabitSehandiseadocuatroimplementacionesparalaEthernetGigabit:l.OOOBase-LX,].OOOBase-SX,l.OOOBase-CXyl.OOOBase-T.Lacodificacines8B/10B,loquesignificaquelosgrupOvSde8bitsbinariossecodificanengruposde10bitsbinarios.LaTabla12.1muestralascaractersticasdelascuatroimplementaciones.

12.4.BUSCONPASODETESTIGOLaredderealocaltieneunaaplicacindirectaenautomatizacindefbricasyencontroldeprocesos,dondelosnodossoncomputadorasquecontrolanlosprocesosdemanufacturacin.Enestetipodeaplicacionesesnecesariollevaracaboprocesamientoentiemporealconretrasomnimo.Elprocesamientodebeocurriralamismavelocidadalaquesemuevenlosobjetosalolargodelneadeensamblaje.Ethernet(IEEE802.3)noesunprotocoloadecuadoparaestetipodeaplicacionesdebidoaqueelnmerodecolisionesnoespredecibleyaqueelretrasoenelenvodedatosdesdeelcentrodecontrolalascomputadorasdelalneadeensamblajenotieneunvalorfijo.Laredenanilloconpasodetestigo(IEEE802.5;vaselaseccinsiguiente)tampocoesunprotocoloadecuadodebidoaqueunalneadeensamblajenecesitaunatopologadebusynounanillo.Elbusconpasodetestigo(802.4,Busconpasodetestigo)combinalascaractersticasdelaEthernetylaRedenanilloconpasodetestigo.CombinalaconfiguiacinfsicadelaElhernet(unatopologadebus)ylacaractersticadeestarlibredecolisiones(retrasopredecible)delaRedenanilloconpasodetestigo.ElBusconpasodetestigoesunbusfsicoqueoperacomounanillolgicousandotestigos.Lasestacionesseorganizanenunanillolgico.Untestigopasaentrelasestaciones.Siunaestacinquiereenviardatos,debeesperaracapturareltestigo.Sinembargo,aligualquelaEthernet,lasestacionessecomunicanatravsdeunbus.ElBusconpasodetestigoestlimitadoa!aautomatizacindefactorasyelcontroldeprocesosynotieneaplicacionescomercialesenlatransmisindedatos.Igualmente,losdetallesdefimcionamientodelosmismosestnmuyrelacionadosconestetipodeprocesos.Porestasdosrazones,nosevaaprofundizarmsenelestudiodeestetipodeprotocolo.

12,5REDENANILLOCONPASODETESTIGOComosehamencionadoanteriormente,losmecanismosdeaccesoalaredusadosporlaEthernet(CSIVIA/CD)nosoninfaliblesypuedendarcomoresultadocolisiones.Lasestacionespue-

captulo2.REDESDEAreaLOCAL373

denintentarenviardatosmuchasvecesantesdepoderllevaracabolatransmisinporelenlace.Estaredundanciapuedecrearretrasosdelongitudindeterminadasihayuntrficopesado.Nohayformadepredecirnilaocurrenciadelascolisionesnilosretrasosproducidosporlasestacionesmltiplesqueintentanaccederalenlacealmismotiempo.Laredenanilloconpasodetestigoresuelveestaincertidumbreexigiendoalasestacionesqueenvenlosdatosporturno.Cadaestacinpuedetransmitirsolodurantesuturnoypuedenenviarnicamenteunatramadurantecadaturno.Elmecanismoquecoordinaestarotacinsellamapasodetestigo.Untestigoesunatramacontenedorsencillaquesepasadeestacinaestacinalrededordelanillo.Unae.-;tacinpuedeenviardatossolamentecuandoestenposesindeltestigo.

Larecienanilloconpasoeletestigopermiteacadaestacinenviarunatramaporturno.

Mtododeacceso:pasodetestigoElpasodetestigoseilustraenlaFigura12.21.Siemprequelaredestdesocupada,poneencirculacinuntestigosencillodetresbytes.EstetestigosepasadeNICaNICensecuenciahastaqueencuentraunaestacinquetienedatosparaenviar.Estaestacinesperaaqueeltestigoentreensutaijetadered.Sieltestigoestlibre,entonceslaestacinpuedeenviardatos.Adems,mantieneeltestigoyactivaunbitdentrodesuNICpararecordarquelohahecho,enviandoacontinuacinsutramadedatos.Estatramadedatossepropagaatravsdelanillo,siendoregeneradaporcadaestacin.Cadaestacinintermediaexaminaladireccindestino,vequelatramaestdirigidaaotraestacinylareenvaasudestino.Elsupuestoreceptorreconocesudireccin,copiaelmensaje,compruebaloserroresycambiacuatrobitsenelltimobytedelatramaparaindicarquehareconocidoladireccinyhacopiadolatrama.Acontinuacintodoelpaquetesiguegirandoalrededordelanillohastaquellegaalaestacinqueloenvi,Elemisorrecibelatramayreconocesupropiadireccinenelcampodedireccinorigen.Examinalosdatosdedireccinreconocida.Sestnactivos,sabequelatramafuerecibidacorrectamente.Enesemomento,elemisordescartalati'amadedatosyautilizadayvuelveaponereltestigoenelanillo.

PrioridadyreservaGeneralmente,unavezquesehaliberadoeltestigo,lasiguienteestacinenelanillocondatosparaenviartieneelderechodehacersecargodelanillo.Sinembargo,enelmodeloIEEE802.5hayotraopcinposible.Eltestigoocupadopuedeserreservadoporunaestacinesperandoparatransmitir,independientementedelalocalizacindeesaestacinenelanillo.Cadaestacintieneuncdigodeprioridad.Amedidaquelatramacircula,unaestacinqueesperaparatransmitirpuedereservarelsiguientetestigolibreintroduciendosucdigodeprioridadenelcampodecontroldeacceso(AC)deltestigoodelatramadedatos(comosevermstardeenestaseccin).Unaestacinconmayorprioridadpuedeeliminarunareservademenorprioridadyreemplazarlaconsupropiaidentidad.Entreestacionesdelamismaprioridad,sesiguelaregladelprimeroenllegarprimeroenserservido.Medianteestemecanismo,laestacinquetienelareservatienelaoportunidaddetransmitirtanprontocomoeltestigoestlibre,tantosivienefsicamenteenelanillocomosino.


yenvadatosaD

Fifura12.21.Pasodetestigo.

LmitestemporalesParamantenereltrficoenmovimiento,laredenanilloconpasodetestigoponeunlmitetemporalparacualquierestacinquequierausarelanillo.Undelimitadordecomienzo(elprimercam30deluitestigoodeunatramadedatos)debealcanzaracadacslacindentrodeunintervalodetiempoespecificado(liabitualmeiite10milisegunclos).Enotraspalabras,cadaestacinesperarecibirtramasenintervalosregularesdetiempo(recibeunatramayesperarecibirlatramasiguientedentiodeunperiodoespecfico).EstacionesmonitorasHayvai'iosproblemasquepuedeninterrimrpirelserviciodeunaredenanilloconpasodetestigo.Enunodelosescenariosposibles,unaestacinpuededejarderetransmitiruntestigoosepuededestruiruntestigodebidoalruido,encuyocasonohaytestigoenelanilloyningunaestacinpuedeenviardatos.Otroescenarioposibleesaquelenelqueunaestacinemisorapuedenoeliminarlatramadedalosqueintrodujoenelanilloopuedenoliberareltestigounavezquesuturnohaterminado.


Paragestionarestassituaciones,unadelasestacionesdelanillosedesignacomoestacinnionitora.Lamonitorafijauntcmporizadorcadavezquepasaeltestigo.Sieltestigonoreapareceeneltiempofijado,presumequesehaperdidoygenerauninievotestigoyloponeenlared.LamonitoratambinevitaquehayatramasdedatosrecirculandoperpetuamenteenelanilloactivandounbitenelcampoACdecadatrama.Cuandopasalatrama,lamonitoracompruebaelcampodeestado.Sielbitdeestadoestactivo,sabequeelpaqueteyahapasadoportodoelanillounavezyquedeberaserdescartado.Entonces,lamonitoradestruyelatramayponeeltestigoenelanillo.Sielmonitorfalla,unasegundaestacindenominadaderesijaldosehacecargodeesteproceso.

DircccionaniicntoLasredesenanilloconpasodetestigousanunadireccindeseisbytes,queestimpresaenlataijetaNICdeformasimilaralasdireccionesEthernet.

EspecificacioneselctricasSealizacinLasredesenanilloconpasodetestigousancodificacinManchesterdiferencial(vaseelCaptulo5).TasadedatosLaRedenanilloconpasodetestigosoportavelocidadesdedatosdehasta16Mbps.(Laespecificacinoriginalfue4Mbps.)

FormatosdetramasElprotocolodeRedenanilloconjasodetestigoesDecificatrestiposdetrama.s:datos/rdenes,testigoyabortai;Lastramastestigoyabortarsonenamboscasostramasdedatos/rdenestruncadas(vaselaFigura12.22),Tramadatos/ordenesEnlaRedenanilloconpasodetestigo,lastramadedatos/rdeneseslanicadelostrestiposdetramaquepuedellevarunaPDUyeslanicaqueestdestinadaaunadireccinespecficaenlugardeestardisponibleparatodoelanillo.Estatramapuedellevardatosdeusuarioyrdenesdegestin.Losnuevecamposdelatramasoneldelimitadordeinicio(SD),controldeacceso(AC),controldetrama(FC),direccindedestino(DA),direccindeorigen(SA),tramaPDU802.2,CRC,delimitadorfinal(ED)yestadodelatrama(FS).Delimitadordeinicio(SD).Elprimercampodelatramadedatos/rdenes,SD,esdeunbytedelongitudyseusaparaalertaralaestacinreceptoradelallegadadeunatrama,ascomoparapermitirlesincronizarsutemporizadorderecepcin.EsequivalentealcampodelimitadorenelHDLC.LaFigura12.23muestraelformatodelcampoSD.LasviolacionesJyKsecreanenelnivelfisicoyseincluyenencadadelimitadordeinicioparaasegurarlatransparenciaenelcampodedatos.Deestaforma,unpatrndebitsSDqueaparezcaenelcampodedatosnoseconsiderarelini-

SDACliDSDED

.1K0K00SD,1l1.1K:,-

PrioridadReserva|

TestigMonitor]

FCConlioldetrama(lipadetrama)SDACtiSDED376TII/NSMISINDEDATOSYREDESDECOMUNICACIONES

IbylcIbytc1byle2-6byles2-6bytesHasta4.500bytes4bytes1hyte1bytcDalos/rdciiosSDDelimiladorinicioACCoulioltieacceso(prioridad)

EDDtliniitadorfinal_____FSEstadodetramaTestigoAbortarFigura12.22.TnmiadeRedenanilloconpasodelesliso.

ED

[oiacii)AC

FS


Controldetrama(FC).ElcampoFCesdeunbytedelongitudycotitienedoscampos(vaselaFigura12.23).ElprimeroesuncampodeunbitqueseusaparaindicareltipodeinformacincontenidaenlaPDU(siesinformacindecontrolodatos).ElsegundousalossietebitsrestantesdelbyteycontieneninformacinusadaporlalgicadelaRedenanilloconpasodetestigo(porejemplo,cmousarlainformacindelcamjjoAC).Direccindedestino(DA).ElcampoDA,quepuedevariarentredosyseisbytes,contieneladireccinfsicadelsiguientedestinodelatrama.Sisudireccinfinalesladeotrared,elcatnpoDAcontieneladireccindelencaminadoralasigitienteLANdelcamino.SisudestinofinalestenlaLANactual,elcampoDAcontietieladireccinfsicadelaestacindestino.Direccinorigen(SA).ElcampoSApuedetetiertatnbinentredosyseisbytesdelongitudycontieneladireccinfsicadelaestacinemisora.Sieldestinofinaldelpaqueteesunaestacinenlamismaredquelaestacinemisora,elSAcontienelaestacinorigen.SielpaquetehasidoencaminadodesdeotraLAN,e!SAesladireccinfsicadelltimoencaminadoratravesado.Datos.Elsextocatnpo,datos,puedetenerhasta4.500bytesycontienelaPDUUnatramadeRedenanillocotpasodetestigonoincluyelalongituddelaPDUoeltipodecampo.CRC.ElcatnpoCRCtienecuatrobytesdelongitudycontieneunasecuenciadedeteccindeerrorCRC-32.Dcliinltadorfinal(ED).ElcampoEDesunasegundaetiquetadeunbyteeindicaelfindelosdatosdeletnisorydelainformacindecontrol.AligualqueelSD,secambiaenelnivelfsicoparaincluirlaviolacionesJyK.Estasviolacionessonnecesariasparaasegurarqueutiasecitenciadebitdelcatnpodedatosnopuedesercon-fttndidaconunEDporelreceptor(vaselaFigura12.23).Kstadodelatrama(FS).Elt!iltimobytedelatramaeselcatnpoFS.Puedeseractivadoporelreceptorparaindicarquelatratnahasidoledayporelmonitorparaindicarquelatramayahacirculadoporelatiillo.Estecampotoesunreconocimiento,peroledicealaestacinemisoraquelareceptorahacopiadolatrama,queyapuedeserdescartada.LaFigura12.23muestraelfortnatodeuncampoFS.Comosepuedever,contienedospiezasdeinformacindeunbit;direccinreconocidaytratnacopia

Tipo

Informacinespecial

FC

da.Estosbitsseponenalprincipiodelcampoyserepitenenlosbitsquintoysexto.

Figura12.23.Camposdelatramadedalos.

coeleunanuevattaina.Estasviolacionessecreancambiandoelpalriidecodificacinenladuracindeunbit.ComorecordarenelMancliesterdiferencial,cadabitpuedetenerdostransiciones;unaalprincipioyotraeneltnedio.EnlaviolacinJ,ambastransicionessecancelan.EnlaviolacinKsecancelalatransmisindelmedio.Controldeacceso(AC).ElcatnpoACesdeunbytedelongitudeincluyecuatrosub-campos(vaselaFigura12,23).Losprimerostresbitssonelcampodeprioridad.Elcuartobitesloquesedenominaelbitdeltestigoyseactivaparaindicarquelatramaesitnatramadedatos/rdenesenlugardeuntestigoounatramaabortar.Albitdeltestigolesigueutibitdemonitor.Finalmente,losltitiiostresbitssonuncampodereservaquepuedeseractivadoporlasestacionesquequierenreservarelaccesoalanillo.

Estarepeticintieneelobjetivodeprevetiirerroresyestiecesarialoiqueelcampocontieneinfortnacininsertadespusdequelatramahayadejadolaestacinemisora.Portanto,nopuedeseriticluidoenelCRCynotieneningntipodecotitroldeerror.TramadetestigoDebidoaqueuntestigoesrealmenteunatramadelocalizacinyreserva,incluyesolamentetrescampos:elSD,ACyED.B!campoSDi9ndicaquevieneunatratna.ElcampoACindicaquelatramaesuntestigoeincluyeloscatnposdeprioridadyreserva.ElcampoEDindicaelfindelatratna.TratnaabortarUnatramaabortartollevainformacinenabsoluto,slollevalosdelitnitadoresdeinicioyfinal.Puedesergenerada,bienporelemisorparapararsupropiatransmisin(porcualquierrazn),oporeltnonitorparajurgartmatransmisinviejadelaltiea.

378TR/INSMJS/NDEDATOSYREDESDECOMUNICACIONES

ImplenieiilacinAnilloElanilloeleunaredenanilloconpasodetestigoestfoi-macioporseriesdeseccionesdepartrenzadoblindadode150olimiosqueenlazancadaestacinconsusvecinosinmediatos(vaselaFigura12.24).Cadaseccinconectaiinpuertodesalidadeunaestacinaunpuertodeentradadelasiguiente,creandoluianilloconunUnjodetrficounidireccional.Lasalidadelaestacinfinalseconectaalaentradadelaprimeraparacerrarelanillo.Unatramasepasadeunaestacinalasiguiente,dondeseexamina,seregenerayseenvadenuevoalasiguienteestacin.

Cadaestacinenlaredenanilloconpasodetestigoregeneralatrama.

Figura12.24.Redeitanilloconpasoeletestigo.

Cablede9hilospiir;iIconexinilelaeslaciti/ICoiieclorde9piiics

Conmutadoraulonilico

ModoinsertarMododesalto

Figura12.25.Conminadordeunaredenanilloconpasodetestigo.


CoiuniitadorComomuestralaFigura12.24,configurarlaredcomounanillointroduceunproblemapotencial:unnododesactivadodesconectadopodrapararelflujodetodoeltrficoentodalared.Pararesolveresteproblema,cadaestacinestconectadaaunconmutadorautomtico.Esteconmutadorpuedesaltarseunaestacininactiva.Mientrasquelaestacinestdesactivada,elconmutadorcierraelanillosinella.Cuandolaestacinseactivadenuevo,unasealenviadaporsuNICcambiarelconmutadoryvolveraponerlaestacindentrodelanillo(vaselaFigura12.25).CadaNICdeunaestacintieneunpardepuertosdeentradaysalidacombinadosenuncoiaectordenuevepatillas.UncabledenuevehilosconectaelNICalconmutador.Deestoshilos,cuatroseusanparadatos,yloscincorestantessei.isanparacontrolarelconmutador(paraincluirosaltarseunaestacin).LaFigura12.25muestralosdosmodosdeconmutacin.Enlaprimera,lasconexionespasanporlaestacin,incluyndolaportantodentrodelanillo.Enlasegunda,seusanunpardeconexionesalternativasparasaltarselaestacin.Unidaddeaccesoniulticstacin(iVIAUMultistationAccessUnit)Aefectosprcticos,losconmutadoresautomticosindividualessecombinanenunconcentradordenominadounidaddeaccesoniulticstacin(MAU);vaselaFigura12.26.UnMAUpuedesoportarhastaochoestaciones.Vistodesdefuera,estesistemapareceunaestrellaconelMAUenelcentro,pero,comomuestralaFigura12.26,dehechoesunanillo.

12.6FDDILainteiiazparadistribucindedatosenfibra(FDDI)esunprotocolopararedderealocalestandarizadoporelANSIylaITU-T(ITU-TX.3).Proporcionatasasdedatosde100MbpsyeraensumomentounaalternativadealtavelocidadalaEthernetyredenanilloconpasodetestigo.CuandosediseelFDDIparaconseguirvelocidadesde100Mbpseranece-

Figura12.26.MAU.

380TRANSMSNDEDATOSYREDESDECOMUNICACIONES

saciousarcabledefibraptica.Sinembargo,tictim[mente,sepuedenconseguirvelocidadescomparablesusandocablesdecobre.LaversinencobredelaFDDlseconocecomoCDDI.

[VItododeacceso:pasodetestigoEnFDDl,elaccesoestlimitadoportiempo.Untiestacinpuedeenviartantastramascomopuedadentrodesuramiradetiempo,conla]irevisindequelosdatosdetiemporealseenviarnpiimero.I'araimplementarestemecanismodeacceso,FDDldiferenciaentredostiposdetramasdetlatos;sncronasyasnci'onas.Enestecaso,sincwuserefierealainformacindeliem-|)oreal,mientrasqueasincronasei'efierealainformacinquenoloes.EstastramassedenominanliabitualmenletramasSytramasA.CadaestacinquecijituraeltestigoestobligadaaenviarprimerosvistramasS,Dehecho,debeenviarsustramasStantosisuranuradetiemposeliaagotadocomosino{vaseacontinuacin).EitiemporestantesepuedeutilizarparaenviartramasA.Paracomprejidei-emoestemeciinismoaseguraunaccesoalenlacejustoytemporizado,esnecesariocomprenderiosregistrosdetiempoylostemporizadoresdeFDDLRegistrostemporalesFDDldefinetresregistrostemporalesparacontrolarlacirculacindelostestigosydistribuirlasoporlrniidadesdeaccesoalenlaceentrelosnodosdefoi'macqLiitativa.Losvaloresseactivancuandoelanilloseiniciaynocambianduranteeltiempodeoperacin.Losregistrossedenominanasignacinsncrona(SA),tiempodei'otacindeltestigoaldestino(TTRT)ytiempomximoabsoluto(AMT).Asignacinsncrona(SA)ElregistroSAindicaquelalongituddeltiempoquetienecadaestacinparaenviardatossncronos.Estevaloresdistintoparacadaestacinysenegociadurantelainiciacindelanillo,Tiempo[ierotacindeltestigoliastae!destino(TTRT)ElregistroTTRTindicaeltiempomedionecesarioparaqueuntestigocirculeexactamenteunavezalrededordelanillo(eltiempotranscurridoentrelallegadadeuntestigoaunaestacindeterminadaysuprximallegadaalasiguienteestacin).Debidoaqueesuntiem]3omedio,eltiemporealdetmarotacijipuedesermayoromenorqueestevalor.Tiempomximoabsoluto(AMT)ElregistroAMTmantieneunvalorigualaldobledelTTRT,Untestigonopuedetardarmsqueestetiempoencompletarunavueltaalanillo,Silohace,algunaestacinoestacionesestnmonopolizandolaredyelanillodebeserrei-niciado,TemporizacloresCadaestacincontieneunconjuntodetemporizadoresquelepermitencompaiarlostempo-rizadoresrealesconioscontenidosenlosi'egistros.Lostemporizadorespuedenseractivadosydesactivadosysusvaloressepueilenincrementarodisminuiraluiavelocidaddeterminadapo!'ellelojdelsistema,Lo.sdostejnporizadoresusadosporFDDIsedenominantemjoriza-dorderotacindeltestigo(TRT)ytemporizadordeposesindeltestigo(THT).Temporiadortlerotacindeltestigo(TIT)ElTRTfuncionadeformacontinuaymideeltiemporealquelecuestaaltestigocompletarunciclo.Ennuestraimplementacin,

captulo12.REDESDEREALOCAL3S1

seusauuTRTincrementa!porseiielez,aunquealgunasimplcmentacionespuedenusaruntemporizadorcondecremento.Temporizado!"ceposesindeltestigo(THT)ElTHTempiezaacontartanprontocomoeltestigoc.srecibido.Sufuncinesmostrarcuntotiemposededicaalenvodetramasasincronasunavezquesehanenviadolastramassncronas.Ennuestraimpiementacin,seusaunTHTcondecrementopoi'sencillez,aunquealgunasimplementacionespuedenusarunoincremental.Adems,permitimosqueelvalordelTHTseanegativo(parahacerqueelconceptoseamsfcildeentender)aimqueuntemjDorizadorrealpermaneceraencero.ProcedimientoenunaestacinCuandollegauntestigo,cadaestacinsigueesteprocedimiento;1.ActivaTHTconelvalordeladiferenciaentreTTRTyTRT(THT==TTRT-TRT),2.PoneaceroelcontadordeTRT(TRT=0).3.Laestacinenvasusdatossncronos.4.LaestacinenvasusdatosasincronosmientraselvalordeTHTseapositivo.UnejemploLaFigura12.27ylaTabla12,2muestrancmomcionaelaccesoenFDD.Esteejemplosehasimplificadoparamostrarnicamentecuatroestacionesysehanhechoassiguientessuposiciones:elTTRTesde30unidadesdetiempo,eltiemponecesarioparaqueeltestigovayadeunaestacinaotraesunaunidaddetiempo,cadaestacinpuedeenviardosunidadesdedatossncronasporturnoycadaestacintienemontonesdedatosasincronosparaenviar(esperandoenbuffets).EnlavueltaO,eltestigoviajadeestacinaestacin;cadaestacinactivasutemporiza-dorTRTaO,Nohaytransferenciadedatosenestavuelta,Enlavuelta1,laestacinirecibeeltestigoenelinstante4;suTRTseponea4(enlavueltaO,elTRTera0;estoquieredecirquehacostado4unidadesdetiempoqueeltestigovuelva).THTseactivaa26(THT=TTRT-TRT=30-4),TRTseponeaO,Ahoralaestacin1enva2unidadesequivalentesdedatossncronos.THTsereducea24(26-2);portanto,iaestacin1puedeenviar24unidadesequivalentesdedatosasincronos,Enlamismavuelta,laestacin2sigueelmismoprocedimiento.Eltiempodellegadadeltestigoesahora31porqueeltestigollegalaestacinIeneiinstante4,fuemantenidoduran-

Figitra12.27.FuncoiiamieiUodeFDDl.

VueltaEstacin2Estacin2Estacin3Exlacin4

0Tiempodelegada;0TRT=Tiempodellegada:1TRT=0Tiempodellegada;2TRT=0Tiempo.dellegada:3Ti!T=0:

1TiempodeUceada;4TRTe.sitliQia4THT=30-4=26TRT=0DatosSin:2THTesahora24DatosAsn;24Tiempodellegada;31TRTesafita30THT=30-30=0TRT=0DatosSin:2;THTesahora-2DatosAsn;0Tiempodellegada;34'.TRTesahora32-S?THT-3032=-2TRT=0DatosSin:2THTe.sahora-4DatosAsn:0Tiempodellegada;37TRTesahora34THT=30-34=TRT=0DatosSin:2THTesahora-6DatosAsn;0

2Tiempodellegada:40TRTesahora36THT=30-36=-6TRT=0DatosSin:2THTesahora-8DatosAsn:0Tiempodellegada;43TRTesahora2THT=30-12=18TRT0'DatosSin;2THTesahorat6DatosAsint'tTiempodellegada;62TRTosahora28'*THT=3028=2TRT=0DatosSin:2THTesaliora0DatosAsn;0Tiempodellegada:65,TRTesahora28THT=30-28=2TRT-0DatosSin;2THTesahora0DatosAsn:0

3Tiempodellegada;68TRTesahora28THT=30-28=2;TRT=0DatosSin;2THTesihoraODatosAsn:0Tiempodellegada:71TRTesahora28THT=30'-28=2TRT=0DatosSin:2THTesahora0DatosAsn:0Tiempodellegada:74TRTesahora12THT=30-12=18TRT-0DatosSin:2THTesahora!6DatosAsn;16Tiempodellegada:93TRTesahora28THTS:30-28=2TRT=0DatosSin;2THTesahora0DatosAsn;0

4Tiempodellegada:96TRTesahora28THT=30-28=2TRT=0DatosSin:2THTesahora0DatosAsn:Tiempodellegada:99TRTesahora28THT=30-2S=2TRT=0DatosSin:2THTesahora0DatosAsn;0Tiempodellegada:102TRTesahora28THT=30-28=2

DiitosSm2THTesahora0DatosAsn:0Tiempodellegada:105TRTesahora12THT==30-12=tSTRT=0DatosSin;2THTesahora16DatosAsn;16

382TRANSMISINDEDATOSYREDESDECOMUmCACfONESte26unidadesdetiempo(2pavadatossncronosy24paradatosasincronos)ylecostuna


unidaddetiempoviajarentrelasestaciones1y2(4+26+1=31).Observequeeltiempodeasignacinasincronosedistribuyecasiigualmenteentrelasestaciones.Enlavuelta1,laestacinItienelaoportunidaddeenviar24unidadesequivalentesdedatosasincronos,perolasotrasestacionesnotuvieronestaoportunidad.Sinembargo,enlasvueltas2,3y4,laestacin1notieneesteprivilegio,mientraslasotrasestaciones(unoencadavuelta)tienenlaoportunidaddeenviar.Enlavuelta2,laestacin2envi16;enlavuelta3,laestacin3envi16,yenlavuelta4,laestacin4envi16.

Tahla12,2.f>ii!OOI

Figura12.28,Cadificacin.

Direccionamieiito

"Tieiiipi)

FDDlusaunadireccindeseisbytes,queestimpresaensutarjetaNICdeformasimilaralasdireccionesEtliernet.

EspecificacinelctricaSealizacin(nivelfsico)FDDIusaunmecanismodecodificacinespecialdenominadocuatrobits/cincobits(4B/5B).Conestesistema,cadasegmentodecuatrobitsdedatossereemplazaloruncdigodecincobitsantesdesercodificadoenNRZ-1(consultelaFigura5.6).LacodificacinNRZ-IqueseusaaquinvierteenelI(vaselaFigura12.28).Laraznparaqueexistaestepasoextiadecodificacinesque,aunqueNRZ-Iproporcionasincronizacinadecuadabajocircunstanciasmedias,elemisoryelreceptorpuedendesincr'oni-zarseencualquiermomentoquelosdatosincluyanunasecuencialargadeceros.Lacodificacin4B/5Btransformacadasegmentodedatosdecuatrobitsenimaunidaddedatosdecincobitsquenuncacontienemsdedoscerosconsecutivos.Acadaunodelos16patronesposiblesdecuati'obitsseleasignaunpatrndecincobitspararepresentarlo.Estospatronesdecincobitssehanseleccionadocuidadosamentedeformaqueinclusolasunidadesdedatosseciiencialesnopuedandarcomoresultadosecuenciasconmsdetresceros(ningimodelospatronesdecincobitscomienzaconmsdeuncerooterminaconmsdedosceros);vaselaTabla12.3.Loscdigosdecincobitsquenosehanasignadopararepresentarsuequivalentedecuatrobitsseusanparacontrol(vaselaTabla12.4).ElcampoSDcontieneloscdigos.1yKyelcampoEDcontienelossmbolosTT.Paragavantizavqueestoscdigosdecontrolnoponenenpeligrolasincronizacinolatiansparencia,losdiseadoresespecificanpatronesdebitsquenopuedenocurrii-nuncaenelcampodedatos.Adems,suordensecoiitiolaparalimitarelnmeroposibledepatronesdebitssecueneiales.UnaKsiempresigueaunaJyunaHnuncaesseguidaporunaR.Tasa(ledatosFDDIproporcionatasasdedatosdehastade100Mbps.

FormatodetramaElestndarFDDIdividelasfuncionesdetransmisinencuatroprotocolos:dependientedelmediofsico(PMD),fsico(PHY),controldeaccesoalmedio(MAC)ycontroldelenlace

SecuenciadedalosSecuenciacodificadaSecuenciadedalosSecuenciacodificada

te000100100011

01010110oiii"vi01001010101010flIOll01lio01111-5-..100010101011tl"l/II.-1110----IMI-"'t100101001S,tono'mili

ilOll".-1110011101

SecuenciadedatosSecuenciacodijicada

Q(Vacio)I(Ocio.so)MH(Parada)J(Usadoendcmttadorinicio):K(Usadoeildeliinitadorinicio)T(Usadoendelimitadordefmal)S(Activar)'R(Desactivar)''.M.mui(ii)o;tr110007'-10001'.01101i;.1lOOi00111

EnlacededatosControldoenlaceljiicoGestindeestacin

Coiifnil(leaccesoulmedio

FsicoK.sie

Depenticutedelmediofisko

-j

DSAPSSAPCNTR.tiitbrraaeit)i

SDFCDireccinde.stinoDireccinorigen0-4500bytesCRCEDFS

384TRANSMIStNDEDATOSYREDESDECOMUNICACIONES

Tabla12.3.Coilificaci4B/5BCAPTULO12.REDESDEREALOCAL385

lgico(LLC).Esto.sprotocoloscorrespondenalosnivelesfsicoyeleenlacededatosdelmodeloOSI(vaselaFigura12.29).Adems,elestndarespecificaunquintoprotocolo(usadoparagestindeestacin),cuyosdetallesestnftieradelmbitodeestelibro.ControlleenlacelgicoElnivelLLCessimilaraldefinidoparalosprotocolosIEEE802.2.

Figura12.29.NivelesFDDL

ControldeaccesoalmedioElnivelMACdeFDDIescasiidnticoaldefinidoparalaRedenanilloconpasodetestigo.Sinembargo,aunquelasftmcioiiessonsimilares,latramadelMACdeFDDIessuficientementedistintaparahacernecesariaunadiscusinindependientedecadacampo(vaselaFigura12.30).Cadatramaesprecedidapor16smbolosociosos(lili),hastauntotalde64bits,para

SD

FCED1ITestigo

SDDelmiladordeinicioFCControldetrama(tipodetiaiiia)EDDelimitadorfinalCRCComprobacinderedundanciacclicarSEstadodetiama

UnidaddedatosLLCiniciarlasincronizacindelrelojconelreceptor.CamposdelatramaHayochocamposenlatramaFDDI;Delimitadordeinicio(SD),Elprimerbytedelcampoeselindicadordecomienzodelatrama.AligualqueenlaRedenanilloconpasodetestigo,estosbitsseleemplazanenelnivelfsicoconcdigosdecontrol(violaciones)JyK(lascincosecuenciasdebitsusadaspararepresentarlassecuencias.1yKpuedenverseenlaTabla12.4).

Tabla12.4.Smbolosieconiiol4B/5BIbyteIbyte2-6byies2-6byles4bytes0,5byte1.5bytesDatos/rdcne.s

Figura12.30.TiposeletramaenFDDL

Controldetrama(FC).Elsegundobytedelatramaidentificaeltipodetrama.Direcciones.Losdoscampossiguientessonlasdireccionesdeldestinoydelorigen.Cadadireccinestformadaporuncampovariableentredosyseisbytes.Datos.Cadatramadedatospuedellevarhasta4.500bytesdedalos.CRC.FDDIusaelestndardelIEEEdecomprobacinderedundanciacclicadecuatrobytes.Dclimitailordefinal(E).Estecampoestformadopormediobyteenunatramadedatosoconunbytecompletoenunatramadetestigo.SecambiaenelnivelfsicoconunsmbolodeviolacinTenlatramadedalos/rdenesodossmbolosTenlatramadetestigo.(ElcdigoparaelsmboloTsemuestraenlaTabla12.4.)

MICf'l1MIGSAS

s

1

MIC1-'Miel

386TRANSMISINDEDATOSVREDESDECOMUNICACIONES


Estadodelatrama(FS).ElcampoFSdeFDDIessimilaraldelaRedenanilloconpasodetestigo.Seincluyenicamenteenlatramadedatos/rdenesyestformadopor1,5bytes.

iiiplementacin:niveldependientedelmediofsico(PMD)

DAS

Elniveldependientedelmediofsico(PMD,PhysicalMdiumDependen!)definelasconexionesnecesariasyloscomponenteselctricos.Lasespecificacionesparaesteniveldependendesielmediodetransmisinusafibrapticaocabledecobre.

DAS

MiCA

Anillodml

DACAnillodualFDDlseimplementacomounanillodual(vaiselaFigura12.31).Enlamayoradeloscasos,latransmisindedatosestconfinadaalanilloprimario.Elanillosecundarioestpresente

MICB

-hI

MIC

MICM

MICS

SAS

porsifallaelprimario.

Figura12.31.AnilloFDDI.

Figura12.32.AnilloFDDIdespusdennfallo.

DAS

Figura12.33.Conexionesdenodo.

ElanillosecundariohacequeFDDlseaautorreparable.Cuandoocurreunproblemaenelanilloprimario,sepuedeactivarelsecundarioparacoinpletarloscircuitosdedatosymantenerelservicio(vaselaFigura12.32).Losnodosseconectanaunooalosdosanillosusandounconectoi"deinterfazalmedio(MIC,MdiumIntevfaceConnectov)quepuedesermachoohembradependiendodelosrequisitosdelaestacin.

NodosFDDIdefinetrestiposdenodos:estacindeconexindual(DAS),estacindeconexinsimple(SAS)yconcentradordeconexindual(DAC);vaselaFigura12.33.DASUnaestacindeconexindual(DAS,DucdAttachmentStation)tienedosMIC(denominadosMICAyMICB)yseconectaaambosanillos.NecesitaunaNICcaracondosentradasydossalidas.Laconexinaambosanillosproporcionaunafiabilidadmsaltaymejoresprestaciones.Sinembargo,estasmejorasestnorientadashaciaestacionesqueestnsiempreactivas.Losfallospuedenserevitadosporunaestacinestableciendounaconexindedesviodelanilloprimarioalsecundarioparaconmutarlassealesdeunaentradaaotrasalida.Sinembargo,paraquelasestacionesDASpuedanhacerestaconmutacin,debenestaractivas(encendidas).SASLamayoradelasestaciones,servidoresyminicomputadoras,seconectanalanillousandoelmododeestacinconconexinsimple{SAS,SingleAHachmenlStalion).UnaSAStienenicamenteunMIC(denominadoMICS)y,portanto,sepuedeconectarnicamenteaunanillo.LarobustezseconsigueconectandocadaSASanodosintermedios,denominadosconcentradoresdeconexindual{DAC,DiitdAtaclnnenConcen/ralors),enlugardeconectarlosdirectamentealanilloFDDI.Estaconfiguracinpermitequecadaestacin

RedMtododeaccesos-Sealizacinra.iadedatosControldeerwrex

KtlicrnetCSMA/CDMantlislci1,10MbpsNo

Fasl1-liertieti"#CSMA/CDVrffios,OOMfapsNo*

GigabitEthernetCSMA/CDVanos:1Gbps,No1

RedenanillaconpasodetestigoPasodetestigoManeiiesterdiferene1a14,16Mbps,S,'P~

PDDIPasototestigoNRZ-r"iOMbp*;Si


Tabla12.5.ComparacinentreLANopereatravsdeiiiiaNICsencillaquetienesolamenteunaentradayunasalida.Elconcentrador(DAC)projDorcionalaconexinalanillodual.LasestacionesquefallansejDuedenapagarysaltarse]aramantenerelanillovivo(vaseacontinuacin).DACComosehadichoanteriormente,unconcentradordeconexindual(DAC)conectaunaSASconelanillodual.Proporcionaunaenvoltura(undesvodetrficodeunanilloaotroparasaltarselosfallos)ascomoftuicionesdecontrol.UsaMICMparaconectarseaunaSAS.

12.7.COMPARACINLaTabla12.5comparalascaractersticasdelastresLANtratadasanteriormente.LaEthernetesbuenaparacargasdebajonivel,perosecolajDsaamedidaquelacargaseincrementa

coneetordeinterfazalmedio(MIC)contencincontroldeaccesoalmedio(MAC)controldeenlacelgico(LLC)delimitadordecomienmdetrama(SFD)direccindestino(DA)direccinorigen(SA)estacinconconexinnica(SAS)estacindeconexindual(DAS)estacinnionitoraEthernetEthernetconmutadaEthernetdecablefinoEthenietdecablegruesoEthernetdepartrenzadoEthernetGigabitKastEthernetIEEE802.1IEEE802.2IEEE802,3IEEE802.4


IEEE802,5IEEEProyecto802interconexinderedesinterfazdeunidaddeconexin(AUl)interfazparadistribucindedatosenfibra(FDDI)LANestrellapasodetestigopinzavam])irol>rcmbuloProyecto802redderealocal(LAN)Redenanilloconpasodetestigotarjetadeinterfazalared(NIC)testigoThicknetThinnettransceptorunidaddeaccesomiilticstacin(MAU)unidaddeconexinalmedio(MAU)unidaddedatosdeprotocolo(PDU)

debidoacolisionesyretransmisiones.LaredenanilloconpasodetestigoylaFDDIdanbuenasprestacionesconcargasbajasoaltas.

12.8.TERMINOSYCONCEPTOSCLAVE

12.9.RESUMENElobjetivodelProyecto802delIEEEeradefinirestndaresparaquelosequiposLANfabricadospordistintasempresaspudieransercompatibles.ElProyecto802divideelniveldeenlacededatosenlossubniveles:a.Controldeenlacelgico(LLC),

lOOBase-FXlOOBase-T100Basc-T4lOODase-TXlOBase-T10Base2lOBaseSIBase5abortaraccesomltiple(MA)accesomlliplesensibleaportadora(CSMA)

accesomltiplesensibleaportadoracondeteccindecolisiones(CSMA/CD)bandaanciiabandabaseBusconpasodetestigocabledeltransceptorcampodecontroldeacceso(AC)cheapernetehenpiiotcolisinconcentradordeconexindual(DAC)

b.Controldeaccesoalmedio(MAC).ElLLCeselsubnivelsuperioryesigualparatodaslasLAN.Susfuncionesincluyencontroldeflujoydeteccindeerrores.Lasdireccioneslgicas,lainformacindecontrolylosdatosdelosnivelessuperioresseempaquetanenunpaquetedenominadounidaddedatosdeljrotocolo(PDU),ElsubnivelMACcoordinalastareasdeenlacededatosdentrodeunaLANespecfica.ElsubnivelMACesespecficodecadafabricanteydependedeltipodeLAN.TresLANespecificadasporelProyecto802soniassiguientes:a,Ethernet(802.3).b.Busconpasodetestigo(802.4).c.Anilloconpasodetestigo(802.5).

390TRANSMISINDEDATOSYREDESDECOMUNICACIONESCSMA/CDfuncionade!aformasiguiente:cualquierestacinpuedeescucharlalneaparadeterminarsiestvacia.Siestvacapuedecomenzarsutransmisin.Sihaycolisiones,latransmisinseparayesnecesariorepetirelproceso.MLaEthernetconiniitada,FastEthernetyGigabitEthernetsonimplementacioncsdeEthernetconprestacionesytasasdedatosmejoradas.HEnlaEthernetconmutada,unconmutadorquepuederedirigirlatransmisinasudestinoreemplazaalconcentrador,EnlaFastEthernet,latasadedaloshaaumentadoa100Mbps,peroeldominiodecolisinsehaleducidoa250metros.LascuatroimplcmentacionesdelaFastEthernetdifiereneneltipodemedio,nmerodecables,dominiodecolisinymtododecodificacin.LaEthernetGigabit,conunatasadedatosde1Gbps,sirvecomotroncalparaconectarredesFastEtliernet.aLascuatroimplcmentacionesdeEthernetGigabitdifierenene!origendelaseal,eltipodemedioylosdominiosdecolisin.ElBusconpasodetestigo(IEEE802.4),usadoenautomatizacindefbricasycontroldeprocesos,combinacaractersticasdelaEthernetylaRedenanilloconpasodetestigo.Laredenanilloconpasodetestigo(IEEE802.5)empleaelpasodetestigocomomtododeiniciodelatransmisin.Losconmutadoresenunaredenanilloconpasodetestigosepuedenagruparenunidadesdeaccesomultiestacin(MAU),Lacapturadeunatrama,denominadatestigo,permitealuiaestacindeunaRedenanilloconpasodetestigoenviarunatramadedatos.Enlaredenanilloconpasodetestigo,unatramaviajadenodoanodo,siendoregeneradaencadanodo,hastaquealcanzaeldestino.Lainterfazparadistribucindedatosenfibra(FDDI)esunprotocoloLANqueusafibrapticacomomedioyalcanzaunatasadedatosde100Mbps.LaFDDIestformadaporunanilloprimarioparatransmisindedatosyunanillosecundarioqueseactivaantelaocurrenciadefallos.Unconectordeinterfazalmedio(MIC)esundispositivoqueconectaelanillodualFDDIaunnodo.Unaestacindeconexindual(DAS)esunnodocon2MICs.Unaestacindeconexinsimple(SAS)esunnodocomnMIC.UnSASdebeconectarsealosanillosFDDIatravsdeunconcentradordeconexindual(DAC).FDDIespecificaprotocolosparalosnivelesfsicoydeenlacededatos.ElniveldeenlacededatosdeFDDIestformadoporunsubnivelLLCyunsubnivelMAC.EiprimeroessimilaralespecificadoenelProyecto802.2delIEEE.Elltimoessimilaralprotocoloderedenanilloconpasodetestigo(802.5).Enelnivelfsico,elFDDIusacodificacin4B/5B,unprocesoqueconvierte4bitsen5bits.Lacodificacin4B/5BaseguraquenosepuedetransmitirunasecuenciadedatosconmsdetrescerosusandoelprotocoloFDDI.Estosiiveparresolverlo.sproblemasdesincronizacindelosbitsquesurgencuandohaytiraslargasdecerosenlacodificacinNRZ-I.

CAPTULO12.REDESDEAreaLOCAL391EnelprotocoloFDDI,laposesinde!testigosecontrolamediantetresvaloresdetiempoydostemjDorizadores.

12.10.MATERIALPRCTICOPreguntasderevisin1.DefinayexpliqueelniveldeenlacededatosenelProyecto802delIEEE.Porqusehadivididoestenivelenvariossubniveles?2.ExpliqueelCSMA/CDycmoseusa.Qupartede!Proyecto802usaCSMA/CD?3.CompareycontrastelosSSAPyDSAPdelaPDUconlasdireccionesfuenteydestinodelatramaMAC.4.ExpliqueporqunoIiaydireccionesfsicas,indicadoresocamposCRCenunaPDU.5.CmoestrelacionadoelProyecto802conelnivelfisicodelmodeloOSI?6.ComparelatramadelProyecto802.3delIEEEconlatramaIdeHDLC.7.Comparelatramadedatos/rdenesdelProyecto802.5delIEEEconlatramaIdeHDLC.8.Culesladiferenciaentrebandabaseybandaancha?9.ExpliquelacolocacindelostransceptoresenlosestndareslOBaseS,10Base2yIOBase-T.10.Quesunacolisin?11.CulessonlasventajasdeFDDIsobreunaredenanilloconpasodetestigobsica?12.PorqunohaycampoACenlatrama802.3?13.ExpliqvielosmecanismosporlosqueunaSASescapazdeaccedertantoalosanillosprimarioscomoalossecundarios.14.Cmogarantizalacodificacin4B/5Bquenohabrsecuenciasdecuatroomscerosenelcampodedatos?15.QutiposdemediosdetransmisinseusanenlasLAN?16.CmofuncionaunaLANconRedenanilloconpasodetestigo?17.SupongaquehayuntrficomuypesadoenunaLANCSMA/CDyRedenanilloconpasodetestigo.Enqusistemaesmsprobablequeunaestacinesperemstiempoparaenviarunatrama?Porqu?18.PorqudeberahabermenoscolisionesenunaredEthernetconmutadacomparadaconunaEthernettradicional?19.CmoestrelacionadoeldominiodecolisinconlatasadedatosenlasredesEthernet?20.Porquesladistanciamximaentreelconmutadoroelconcentradoryunaestacinmayorpara1OOBase-FXquepara1OOBase-TX?21.ComparelastasasdetransmisindedatosparalaEthernettradicional,FastEthernetyEthernetGigabit.

Preguntasconrespuestaniiltiple22.EnCSMA/CD,elnmerodecolisioneses_enMA.a.mayorqueb.menorquec.igualad.doble

39.OtrotrminoparaelestndardeCSMA/CDyelIEEE802.3es___.CAPTULO12.REDESDEREALOCAL39332.Qupuedeocurrirenunaestacindeunaredenanilloconpasodetestigo?c.pasodelatramaalasiguienteestacin33.Enlaredenanilloconpasodetestigo,dndeesteltestigocuandohayunatramadea.enlaestacinreceptorac.circulandoporelanillo34.Enlaredenanilloconpasodetestigo,cuandounatramaalcanzasuestacindestino,27.10Base2y10Base5tienendistintos_.a.tiposdebandasdesealesc.longitudmximadesegmentosd.tasasdetransmisinmximas28._especificaunatopologaenestrellaformadaporunconcentradorcentralyunencadenamientoenmargarita.b.10Base2c.lOBase-T29.La/el_esunproductodelsubnive!LLC.38.QuLANtienelatasadedatosmsalta?c.Redenanillodepartrenzadoconpasodetestigod,prembulo30.Laestacinmonitoradelestndar___aseguraqueunoysolamenteuntestigocirculaporlared.b.Redenanilloconpasodetestigod.Busconpasodetestigo40.ElProyecto802delIEEEdivideelniveldeenlacededatosenunsubnivclsuperior_31.La/el_incluyedosconmutadoresenunaredenanilloconpasodetestigo.b.MAC,LLCc.conectordenuevepatillasd.HDLC,PDU392TRANSMISINDEDATOSYREDESDECOMUNICACIONES

23.EnEthernet,elcampodireccindeorigenenlatramaMACes_.a.ladireccinfsicadelemisororiginala.examendeladireccindestinob.ladireccinfsicadelaestacinpreviab.legeneracindelatramac.ladireccinfsicadelaestacinsiguiented.elpuertodeserviciodelemisororiginald.todoslosanteriores24.Lacontiapartedelcampodeprembulodelatrama802.3eselcampo_delatrama802.5.a.SDdatosencirculacin?b.ACc.FCb.enlaestacinemisorad.FS25._usaunatopologafsicaenestrella.d.ningunadelasanterioresa,lOBaseSb.10Base2quesloqueocurreacontinuacin?c.lOBase-Ta.secopiaelmensajed.Ningunadelasanterioresb.secambiancuatrobitsenelpaquete

.26,10Base2usacable_,mientraslOBaseSusa__c.elmensajesequitadelanilloysereemplazaconeltestigoa.coaxialgrueso,coaxialfinod.aybb.partrenzado,coaxialgrueso35.Culdelassiguientesnoesunafiincindeltransceptor?c.coaxialfino,coaxialgruesoa.transmitiryrecibirlosdatosd.fibraptica,coaxialfinob.comprobarlosvoltajesdelalneac.sumayrestadecabecerasd.deteccindecolisinb.camposenlatrama802.336.Culdelossiguientestiposdetramaseespecificanenelestndar802.5?a.testigob.abortarc.datos/rdenesd.todoslosanterioresa.lOBaseS37.QuestndardelProyecto802proporcionaunprotocololibredecolisiones?a.802.2b.802.3c.802.5d.IBaseSd,S02.6a.Trama802.3a.lOBaseSb.Trama802.5b.lOBase-Tc.PDUd.FDDl

a,Etherneta.802.3b.802.5c,FDDIc.FDDId.todoslosanterioressiunsubnivclinferior_.a.NICa.LLC,MACb.MAUc.PDU,I-IDLCd.transceptor394TRANSMISINDEDATOSYREDESDECOMUNICACIONES

41.FDDIesunacininiopara_.a.intcrfazdeentregarpidadedatosb.interfazdedatosdistribuidosdefibrac.interfazdigitaldistribuidadefibrad.interfazrpidadedalosdistribuidos42.EnFDDI,losdatosviajannormalmenteen_.a.elanilloprimariob.elanillosecundarioc.ambosanillosd.ningnanillo43.CuleselobjetivoprincipaldelanillosecundtirioctielprotocoloFDDI?a.sielanilloprimariofalla,elsecundariotomasulugarb.sielanilloprimariofalla,elprimarioestableceunaconexindedesvoalsecundariopararepararelanilloc.elsecundarioalternaconelprimariolatransmisindedatosd.elsecundarioseusaparaenviarmensajesdeemergenciacuandoelprimarioestocupado44.QutipodenodotienedosMICyseconectaaambosanillos?a.SASb.DASc.DACd.byc45.QutipodenodotienesolounMICysepuedeconectaraunnicoanillo?a.SASb.DASc.DACd.ayb46.EnqunivelesOSloperaelprotocoloFDDI?a.fsicob.enlacededatosc.redd.ayb47.QucamposdelatramaMACdelFDDIsonvariables?a.prembulosb.camposdedireccinc.camposdedatosd.byc48.Culdelassiguientesnoesunasecuencialegtima4B/5B?a,1110001010b.1010001111c.UIOOIOOId.111000011149.En_unatramavanicamenteasudestinoenlugardeatodaslasestaciones.a.Ethernettradicionalb.Ethernetconmutadac.Redenanilloconpasodetestigod,ayb50.En_unatramavaatodaslasestaciones.a.Ethernettradicionalb.Ethernetconmutada


c.Redenanilloconpasodetestigod.ayb51.Eldominiodecolisinesladistancia_quelosdatosviajanentredosestaciones.a.mnimab.mximac.virtuald.ayb52.EldominiodecolisionesdelaEthernettradicionales_metros;eldoniiniodecolisindelaFastEthernetes_metros.a.250;250b.250;2.500c.2.500;250d.2,500;2.50053.EnunaredEthernet,sieltiempodeidayvuelta_,eldominiodecolisin_.a,aumenta;disminuyeb.disminuye;disminuyec.disminuye;aumentad.ningunadelasanteriores54.LalOOBase-Xdifieredela100Base-T4en_.a.latasadetransmisindedatosb.topologac.elformatodelatramad,elnmerodecablesentrelaestacinyelconcentrador55.Ladistanciaentreiaestacinyelconcentradoren_es2.000metros.a.lOOBase-TXb.lOOBase-FXc,IOOBase-T4d.lOOBase-TI56.La_usaunesquemadecodificacin8B/6T.a.lOOBase-TXb.lOOBase-FXc.100Base-T4d.100Ba.se-Tl57.LaEthernetGigabittieneunatasadedatos__quelaFastEthernetyundominiodecolisin_.a.mayor;mayorb.mayor;menorc.menor;menord.metior;mayor

Ejercicios58.CuleseltamaomnimodeunatramaEthernet?CuleseltamaomximodeunatramaEthernet?59.Culeseltamaomnimodeunatramadedatosderedenanilloconpasodetestigo?Culeseltamaomximodeunatramadedatosenunaredenanilloconpasodetestigo?60.CuleslaproporcinentrelosdatostilesyeltotaldelpaqueteparalatramamnimaenEthernet?Culeslaproporcinparalatramamxima?Culeslaproporcinmedia?

396TRANS4iSNDEDATOS)'REDESDECOMUNICACIONES

6].Culeslaproporcinentrelosdatostilesyelpaqueteenteroparalatramamspequeaenunaredenanilloconpasodetestigo?Culeslaproporcinparalatramamxima?Culeslaproporcinmedia?62.PorqupiensaqueunatramaEthernetdeberatenei"untamaodedatosmnimo?63.ImaginequelalongituddeuncablelOBaseSes2.500metros.Silavelocidaddepropagacinenuncablecoaxialgruesoesel60%delavelocidaddelaluz(300.000.000metros/segundo),cuntolecostaraaunbitviajardelprincipioalfinaldelared?Ignorelosretrasosdepropagacinenelequipo.64.UsandolosdatosdelEjercicio63,halleelmximotiempoquecostaradetectarunacolisin.Elcasopeorseproducecuandolosdatosseenvandeunextremodelcableaotroylacolisinocurreenelextremoopuesto.Recuerdequelasealnecesitahacerelcaminodeidayvuelta.65.LatasadedatosdeunalOBaseSes10Mbps.Cuntolecostaracrearlatramamspequea?Muestresusclculos.66.UsandolosdatosdelosEjercicios64y65,halleeltamaomnimodeunatramaEthernetparaquelacolisindedetecciones\incioneapropiadamente.67.Imaginequelalongituddelanillodeunaredenanilloconpasodetestigoes1.000metros.Silavelocidaddepropagacinenuncabledepartrenzadoesel60%deladelaluz(300.000.000metros/segundo),cuntolecostaraaunbitdarunavueltacompleta?68.EnunaRedenanilloconpasodetestigode16Mbps,lalongituddeltestigoesde3bytes.Cuntolecostaraaunaestacinproduciruntestigo?69.ParaqueunaRedenanilloconpasodetestigofitncioneadecuadamente,elprimerbitdedatosnodeberavolverallugardondefuegeneradohastaquetodalatramahayasidogenerada.Puestoqueeltestigotieneunalongitudde3bytes,culdeberaserlalongitudmnimadelanilloparaqueestemtododepasocontestigofuncionaraadecuadamente?UseelresultadodeiosEjercicios67y68,70.Codifiqueelsiguienteflujodebitsusandocodificacin4B/5B:IIOIOIIOIIIOIIII71.Culeslarelacindebitsredundantesen4B/5B?72.UsandolaTabla12.6comoguia,comparelastramasdeEthernetyredenanilloconpasodetestigo.

Tabla12.6.Ejercicio72CaractersticaPrembuloSFD'f:SD

CAPTULO13

Redesdereametropolitana

Unai'cddoreaiiicli'opoltana(MAN,ine!i-opoliaiiareaiietwork)esunareddiseadaparacubrirluiaciudadentera.Cuandoredesderealocal(LAN)muyprximasentresnecesitanintercambiardatos,sepuedenconectardeformaprivadautilizandocablesyencaminadorcsopasarelas.Sinembargo,cuandounaempresaseencuentradistribuidaenunreageogrficamsgrande(comounaciudadouncampusgrande),laconexinatravsdeunainfraestructuraprivadaesimpracticable.Lamayoradelasorganizaciones,aunquepudiesentendercablessobreterrenospblicos,consideranqueesmsadecuadoemplearlosserviciosyaexistentescomolosqueofrecenlascompaastelefnicas.Unodeestosservicioseselserviciodedatosconmutadosmultimegabit(SMDS,Swi/-clieclMutimegahabUDataServices),quenormalmenteutilizaotroprotocolodenominadobusdualdecoladistribuida(DQDB,DistributedQiieueDualBus).Enestecaptulo,sepresentaenprimerlugarelDQDByacontinuacinelsistemaSMDS.

13.1.IEEE802.6(DQDB)AdemsdelosprotocolospresentadosenelCaptulo12,otroprotocoloexistentedentrodelproyecto802delIEEE(IEEE802.6)eselbusdualdecoladistribuida(DQDB).AunqueDQDBpareceunestndarpararedesderealocal,sediseparaserutilizadoenMAN.

Mtododeacceso:busdualComosunombreimplica,DQDButilizaunaconfiguracindebusdual:cadadispositivoenelsistemaseconectaadosenlacestroncales.Elaccesoaestosenlacesnoseobtienemedianteconexin(comoenIEEE802.3}opasodetestigo(comoenlosestndares802.4y802.5),sinomedianteunmecanismodenominadodecolasdistribuidas,

AC;FGDireccindestinoDireccinorigenTamaodedatosCRCEDFS

4m

r'"''j

LaFigura13.1muestraunatopologaDQDB.Enestafigura,losdosbusesunidireccionalesseencuentianetiquetadoscomoelBusAyelBusB.Enlafigurasemuestrancincoestacionesnumeradasconectadasalosbuses.Cadabusseconectadirectamentealasestacionesutilizandopuertosdeentradaydesalida;noseutilizanlneasdeconexin.TrficodlrcccionalCadabussoportatrficoenunsolosentido.Elsentidodeltrficoenunbusesopuestoalsentidodeltrficoenelotro.EnlaFigura13.1,porejemplo,enelqueelcomienzodecada397

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