Trabajo Ethernet

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Andrea Ferrer Junheska Martinez Briceida Barroso Alesandro Valbuena Fabiana Garceran Giovanni Infantino Martha Rincon Historia de Ethernet En 1970, mientras Abramson montaba ALOHANET en Hawaii, un estudiante del MIT llamado Robert Metcalfe experimentaba con la recién estrenada ARPANET y conectaba computadores en un laboratorio. Metcalfe conocía las experiencias de Abramson y empezó una tesis doctoral en Harvard (que terminaría en 1973), en la que desde un punto de vista teórico planteaba mejoras que se podrían introducir al protocolo Aloha para aumentar su rendimiento. La idea básica era muy simple: las estaciones antes de transmitir deberían detectar si el canal ya estaba en uso (es decir si ya había 'portadora'), en cuyo caso esperarían a que la estación activa terminara antes de transmitir. Además, cada estación mientras transmitiera estaría continuamente vigilando el medio físico por si se producía alguna colisión, en cuyo caso pararía y transmitiría más tarde. Este protocolo MAC recibiría más tarde la denominación Acceso Múltiple con Detección de

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Page 1: Trabajo Ethernet

Andrea Ferrer

Junheska Martinez

Briceida Barroso

Alesandro Valbuena

Fabiana Garceran

Giovanni Infantino

Martha Rincon

Historia de Ethernet

En 1970 mientras Abramson montaba ALOHANET en Hawaii un estudiante del MIT

llamado Robert Metcalfe experimentaba con la recieacuten estrenada ARPANET y conectaba

computadores en un laboratorio Metcalfe conociacutea las experiencias de Abramson y

empezoacute una tesis doctoral en Harvard (que terminariacutea en 1973) en la que desde un

punto de vista teoacuterico planteaba mejoras que se podriacutean introducir al protocolo Aloha

para aumentar su rendimiento La idea baacutesica era muy simple las estaciones antes de

transmitir deberiacutean detectar si el canal ya estaba en uso (es decir si ya habiacutea

portadora) en cuyo caso esperariacutean a que la estacioacuten activa terminara antes de

transmitir Ademaacutes cada estacioacuten mientras transmitiera estariacutea continuamente

vigilando el medio fiacutesico por si se produciacutea alguna colisioacuten en cuyo caso parariacutea y

transmitiriacutea maacutes tarde Este protocolo MAC recibiriacutea maacutes tarde la denominacioacuten Acceso

Muacuteltiple con Deteccioacuten de Portadora y Deteccioacuten de Colisiones o mas brevemente

CSMACD (Carrier Sense Multiple Access Colision Detect)

En 1972 Metcalfe se mudoacute a California para trabajar en el Centro de Investigacioacuten de

Xerox en Palo Alto llamado Xerox PARC (Palo Alto Research Center) Alliacute se disentildeaba lo

que se consideraba la oficina del futuro y Metcalfe encontroacute un ambiente perfecto

para desarrollar sus inquietudes Se estaban probando unos computadores

denominados Alto que disponiacutean de capacidades graacuteficas y ratoacuten y son considerados los

primeros computadores personales Tambieacuten se estaban fabricando las primeras

impresoras laacuteser Se queriacutea conectar los computadores entre siacute para compartir ficheros y

las impresoras La comunicacioacuten teniacutea que ser de muy alta velocidad del orden de

megabits por segundo ya que la cantidad de informacioacuten a enviar a las impresoras era

enorme (teniacutean una resolucioacuten y velocidad comparables a una impresora laacuteser actual)

Estas ideas que hoy parecen obvias eran completamente revolucionarias en 1973

A Metcalfe el especialista en comunicaciones del equipo con 27 antildeos de edad se le

encomendoacute la tarea de disentildear y construir la red que uniera todo aquello Contaba para

ello con la ayuda de un estudiante de doctorado de Stanford llamado David Boggs Las

primeras experiencias de la red que denominaron Alto Aloha Network las llevaron a

cabo en 1972 Fueron mejorando gradualmente el prototipo hasta que el 22 de mayo de

1973 Metcalfe escribioacute un memoraacutendum interno en el que informaba de la nueva red

Para evitar que se pudiera pensar que soacutelo serviacutea para conectar computadores Alto el

nombre de la red se cambioacute por el de Ethernet que haciacutea referencia a la teoriacutea de la

fiacutesica hoy ya abandonada seguacuten la cual las ondas electromagneacuteticas viajaban por un

fluido denominado eacuteter que se suponiacutea llenaba todo el espacio (para Metcalfe el eacuteter

era el cable coaxial por el que iba la sentildeal) Los dos computadores Alto utilizados para

las primeras pruebas de Ethernet fueron rebautizados maacutes tarde con los nombres

Michelson y Morley en alusioacuten a los dos fiacutesicos que demostraron en 1887 la inexistencia

del eacuteter mediante el famoso experimento que lleva su nombre

La red de 1973 ya teniacutea todas las caracteriacutesticas esenciales de la Ethernet actual

Empleaba CSMACD para minimizar la probabilidad de colisioacuten y en caso de que eacutesta se

produjera se poniacutea en marcha un mecanismo denominado retroceso exponencial

binario para reducir gradualmente la agresividad del emisor con lo que eacuteste se

adaptaba a situaciones de muy diverso nivel de traacutefico Teniacutea topologiacutea de bus y

funcionaba a 294 Mbs sobre un segmento de cable coaxial de 16Km de longitud Las

direcciones eran de 8 bits y el CRC de las tramas de 16 bits El protocolo utilizado al nivel

de red era el PUP (Parc Universal Packet) que luego evolucionariacutea hasta convertirse en el

que luego fue XNS (Xerox Network System) antecesor a su vez de IPX (Netware de

Novell)

En vez de utilizar el cable coaxial de 75 W de las redes de televisioacuten por cable se optoacute

por emplear cable de 50 W que produciacutea menos reflexiones de la sentildeal a las cuales

Ethernet era muy sensible por transmitir la sentildeal en banda base (es decir sin

modulacioacuten) Las reflexiones se produciacutean en cada empalme del cable y en cada pincho

vampiro (transceiver) En la praacutectica el nuacutemero maacuteximo de pinchos vampiro y por

tanto el nuacutemero maacuteximo de estaciones en un segmento de cable coaxial veniacutea limitado

por la maacutexima intensidad de sentildeal reflejada tolerable

En 1975 Metcalfe y Boggs describieron Ethernet en un artiacuteculo que enviaron a

Communications of the ACM (Association for Computing Machinery) publicado en

1976 En eacutel ya describiacutean el uso de repetidores par aumentar el alcance de la red En

1977 Metcalfe Boggs y otros dos ingenieros de Xerox recibieron una patente por la

tecnologiacutea baacutesica de Ethernet y en 1978 Metcalfe y Boggs recibieron otra por el

repetidor En esta eacutepoca todo el sistema Ethernet era propietario de Xerox

Aunque no relacionado con Ethernet merece la pena mencionar que David Boggs

construyoacute en 1975 en el Xerox PARC el primer router y el primer servidor de nombres de

la Internet

1 Ethernet

Es el nombre de una tecnologiacutea de redes de computadoras de aacuterea local (LANs)

basada en tramas de datos El nombre viene del concepto fiacutesico de ether

Ethernet se refiere a las redes de aacuterea local y dispositivos que fue definida por el

Instituto para los Ingenieros Eleacutectricos y Electroacutenicos (IEEE) bajo el estaacutendar IEEE 8023

que define el protocolo CSMACD

Ethernet es la capa fiacutesica maacutes popular de la tecnologiacutea LAN usada actualmente y

fue desarrollada principalmente por las empresas XEROX Intel y Digital Equipment

Company (DIX)

Ethernet es popular porque permite un buen equilibrio entre velocidad costo y

facilidad de instalacioacuten Estos puntos fuertes combinados con la amplia aceptacioacuten en el

mercado y la habilidad de soportar virtualmente todos los protocolos de red populares

hacen a Ethernet la tecnologiacutea ideal para la red de la mayoriacutea de los usuarios de la

informaacutetica actual Esta se utiliza actualmente para aproximadamente 85 de las PC LAN-

conectadas y de los sitios de trabajo del mundo porque su protocolo tiene las

caracteriacutesticas siguientes

Es faacutecil de entender de poner en ejecucioacuten de manejar y de mantener

Permite las puestas en praacutectica baratas de la red

Proporciona la flexibilidad topoloacutegica extensa para la instalacioacuten de la red

Garantiza la interconexioacuten y la operacioacuten acertadas de productos estaacutendar-

obedientes sin importar fabricante

2 Codificacioacuten de Manchester Definicioacuten y caracteriacutesticas maacutes relevantes

La codificacioacuten Manchester tambieacuten denominada codificacioacuten bifase-L es un meacutetodo de

codificacioacuten eleacutectrica de una sentildeal binaria en el que en cada tiempo de bit hay una

transicioacuten entre dos niveles de sentildeal Es una codificacioacuten auto sincronizada ya que en

cada bit se puede obtener la sentildeal de reloj lo que hace posible una sincronizacioacuten precisa

del flujo de datos Una desventaja es que consume el doble de ancho de banda que una

transmisioacuten asiacutencrona

Ejemplo de codificacioacuten Manchester de acuerdo con las convenciones ethernet

Los coacutedigos Manchester tienen una transicioacuten en la mitad del periodo de cada bit Cuando

se tienen bits iguales y consecutivos se produce una transicioacuten al inicio del segundo bit la

cual no es tenida en cuenta por el receptor al momento de decodificar solo las

transiciones separadas uniformemente en el tiempo son las que son consideradas por el

receptor Hay algunas transiciones que no ocurren a mitad de bit Estas transiciones no

llevan informacioacuten uacutetil y solo se usan para colocar la sentildeal en el siguiente estado donde se

llevaraacute a cabo la siguiente transicioacuten Aunque esto permite a la sentildeal auto-sincronizarse

en realidad lo que hace es doblar el requerimiento de ancho de banda en comparacioacuten

con otros coacutedigos como por ejemplo los Coacutedigos NRZ

En la codificacioacuten Manchester cada periacuteodo de un bit se divide en dos intervalos iguales

Un bit binario de valor 1 se transmite con valor de tensioacuten alto en el primer intervalo y un

valor bajo en el segundo Un bit 0 se enviacutea al contrario es decir una tensioacuten baja seguida

de un nivel de tensioacuten alto

Este esquema asegura que todos los bits presentan una transicioacuten en la parte media

proporcionando asiacute un excelente sincronismo entre el receptor y el transmisor Una

desventaja de este tipo de transmisioacuten es que se necesita el doble del ancho de banda

para la misma informacioacuten que el meacutetodo convencional

La codificacioacuten diferencial Manchester es una variacioacuten puesto que en ella un bit de

valor 1 se indica por la ausencia de transicioacuten al inicio del intervalo mientras que un bit 0

se indica por la presencia de una transicioacuten en el inicio existiendo siempre una transicioacuten

en el centro del intervalo El esquema diferencial requiere un equipo maacutes sofisticado pero

ofrece una mayor inmunidad al ruido El Manchester Diferencial tiene como ventajas

adicionales las derivadas de la utilizacioacuten de una aproximacioacuten diferencial

Todas las teacutecnicas bifase fuerzan al menos una transicioacuten por cada bit pudiendo tener

hasta dos en ese mismos periodo Por tanto la maacutexima velocidad de modulacioacuten es el

doble que en los NRZ esto significa que el ancho de bandoa necesario es mayor No

obstante los esquemas bifase tienes varias ventajas

raquo Sincronizacioacuten debido a la transicioacuten que siempre ocurre durante el intervalo de

duracioacuten correspondiente a un bit el receptor puede sincronizarse usando dicha

transicioacuten Debido a esta caracteriacutestica los coacutedigos bifase se denominan auto-

sincronizados

raquo No tienen componente en continua

raquo Deteccioacuten de errores se pueden detectar errores si se detecta una ausencia de la

transicioacuten esperada en la mitad del intervalo Para que el ruido produjera un error no

detectado tendriacutea que intervenir la sentildeal antes y despueacutes de la transicioacuten

Los coacutedigos bifase se usan con frecuencia en los esquemas de transmisioacuten de datos

Unos de los maacutes conocidos es el coacutedigo Manchestes que se ha elegido como parte de la

especificacioacuten de la normalizacioacuten IEEE 8023 para la transmisioacuten en redes LAN con un bus

CSMACD usando cable coaxial en banda base o par trenzado El Manchester Diferencial

se ha elegido en la normalizacioacuten IEEE 8025 para redes LAN en anillo con paso de testigo

en las que se usan pares trenzados apantallados

8 Arquitectura de Ethernet

Los elementos de una red Ethernet son los nodos de red y el medio de interconexioacuten Los

nodos de red pueden clasificarse en dos grandes grupos Equipo Terminal de Datos (DTE) y

Equipo de Comunicacioacuten de Datos (DCE) Los DTE son dispositivos de red que generan o

que son el destino de los datos como las PCs las estaciones de trabajo los servidores de

archivos los servidores de impresioacuten todos son parte del grupo de las estaciones finales

Los DCE son los dispositivos de red intermediarios que reciben y retransmiten las tramas

dentro de la red pueden ser ruteadores conmutadores (switch) concentradores (hub)

repetidores o interfaces de comunicacioacuten ej un moacutedem o una tarjeta de interface

NIC o Tarjeta de Interfaz de Red|Adaptador - permite que una computadora acceda a

una red local Cada tarjeta tiene una uacutenica direccioacuten MAC que la identifica en la red

Una computadora conectada a una red se denomina nodo

Repetidor o repeater - aumenta el alcance de una conexioacuten fiacutesica recibiendo las

sentildeales y retransmitieacutendolas para evitar su degradacioacuten a traveacutes del medio de

transmisioacuten lograacutendose un alcance mayor Usualmente se usa para unir dos aacutereas

locales de igual tecnologiacutea y soacutelo tiene dos puertos Opera en la capa fiacutesica del modelo

OSI

Concentrador o hub - funciona como un repetidor pero permite la interconexioacuten de

muacuteltiples nodos Su funcionamiento es relativamente simple pues recibe una trama de

ethernet por uno de sus puertos y la repite por todos sus puertos restantes sin

ejecutar ninguacuten proceso sobre las mismas Opera en la capa fiacutesica del modelo OSI

Puente o bridge - interconecta segmentos de red haciendo el cambio de frames

(tramas) entre las redes de acuerdo con una tabla de direcciones que le dice en queacute

segmento estaacute ubicada una direccioacuten MAC dada

Conexiones en un switch Ethernet

Conmutador o Switch - funciona como el bridge pero permite la interconexioacuten de

muacuteltiples segmentos de red funciona en velocidades maacutes raacutepidas y es maacutes sofisticado

Los switches pueden tener otras funcionalidades como redes virtuales y permiten su

configuracioacuten a traveacutes de la propia red Funciona baacutesicamente en la capa fiacutesica y sirve

como enlace de datos del modelo OSI Por esto son capaces de procesar informacioacuten

de las tramas su funcionalidad maacutes importante es en las tablas de direccioacuten Por ej

una computadora conectada al puerto 1 del conmutador enviacutea una trama a otra

computadora conectada al puerto 2 el switch recibe la trama y la transmite a todos

sus puertos excepto aquel por donde la recibioacute la computadora 2 recibiraacute el mensaje

y eventualmente lo responderaacute generando traacutefico en el sentido contrario ahora el

switch conoceraacute las direcciones MAC de las computadoras en el puerto 1 y 2 cuando

reciba otra trama con direccioacuten de destino de alguna de ellas soacutelo transmitiraacute la trama

a dicho puerto disminuyendo asiacute el traacutefico de la red y contribuyendo al buen

funcionamiento de la misma

Arquitectura (estructura loacutegica)

La arquitectura Ethernet puede definirse como una red de conmutacioacuten de paquetes de

acceso muacuteltiple (medio compartido) y difusioacuten amplia (Broadcast) que utiliza un medio

pasivo y sin ninguacuten control central Proporciona deteccioacuten de errores pero no

correccioacuten El acceso al medio (de transmisioacuten) estaacute gobernado desde las propias

estaciones mediante un esquema de arbitraje estadiacutestico

Los paquetes de datos transmitidos alcanzan a todas las estaciones (difusioacuten amplia)

siendo cada estacioacuten responsable de reconocer la direccioacuten contenida en cada paquete y

aceptar los que sean dirigidos a ella [3]

Ethernet realiza varias funciones que incluyen empaquetado y desempaquetado de los

datagramas manejo del enlace codificacioacuten y decodificacioacuten de datos y acceso al canal

El manejador del enlace es responsable de vigilar el mecanismo de colisiones escuchando

hasta que el medio de transmisioacuten estaacute libre antes de iniciar una transmisioacuten (solo un

usuario utiliza la transmisioacuten cada vez -Banda base-) El manejo de colisiones se realiza

deteniendo la transmisioacuten y esperando un cierto tiempo antes de intentarla de nuevo

Existe un mecanismo por el que se enviacutean paquetes a intervalos no estaacutendar lo que evita

que otras estaciones puedan comunicar Es lo que se denomina captura del canal

Funciones de la Arquitectura Ethernet

Encapsulacion de datos

Formacioacuten de la trama estableciendo la delimitacioacuten correspondiente

Direccionamiento del nodo fuente y destino

Deteccioacuten de errores en el canal de transmisioacuten

Manejo de Enlace

Asignacioacuten de canal

Resolucioacuten de contencioacuten manejando colisiones

Codificacioacuten de los Datos

Generacioacuten y extraccioacuten del preaacutembulo para fines de sincronizacioacuten

Codificacioacuten y decodificacioacuten de bits

Acceso al Canal

Transmisioacuten Recepcioacuten de los bits codificados

Sensibilidad de portadora indicando trafico sobre el canal

Deteccioacuten de colisiones indicando contencioacuten sobre el canal

Formato de Trama

En una red ethernet cada elemento del sistema tiene una direccioacuten uacutenica de 48

bits y la informacioacuten es transmitida serialmente en grupos de bits denominados

tramas Las tramas incluyen los datos a ser enviados la direccioacuten de la estacioacuten

que debe recibirlos y la direccioacuten de la estacioacuten que los transmite

Cada interface ethernet monitorea el medio de transmisioacuten antes de una

transmisioacuten para asegurar que no esteacute en uso y durante la transmisioacuten para

detectar cualquier interferencia

En caso de alguna interferencia durante la transmisioacuten las tramas son enviadas

nuevamente cuando el medio esteacute disponible Para recibir los datos cada estacioacuten

reconoce su propia direccioacuten y acepta las tramas con esa direccioacuten mientras ignora

las demaacutes

El tamantildeo de trama permitido sin incluir el preaacutembulo puede ser desde 64 a 1518

octetos Las tramas fuera de este rango son consideradas invalidas

Campos que Componen la Trama

El preaacutembulo Inicia o encabeza la trama con ocho octetos formando un patroacuten de 1010

que termina en 10101011 Este campo provee sincronizacioacuten y marca el limite de trama

Direccioacuten destino Sigue al preaacutembulo o identifica la estacioacuten destino que debe recibir la

trama mediante seis octetos que pueden definir una direccioacuten de nivel fiacutesico o muacuteltiples

direcciones lo cual es determinado mediante el bit de menos significacioacuten del primer byte

de este campo Para una direccioacuten de nivel fiacutesico este es puesto en 0 loacutegico y la misma es

uacutenica a traveacutes de toda la red ethernet Una direccioacuten muacuteltiple puede ser dirigida a un

grupo de estaciones o a todas las estaciones y tiene el bit de menos significacioacuten en 1

loacutegico Para direccionar todas las estaciones de la red todos los bits del campo de

direccioacuten destino se ponen en 1 lo cual ofrece la combinacioacuten FFFFFFFFFFFFH

Direccioacuten fuente Este campo sigue al anterior Compuesto tambieacuten por seis octetos que

identifican la estacioacuten que origina la trama

Los campos de direccioacuten son ademaacutes subdivididos Los primeros tres octetos son

asignados a un fabricante y los tres octetos siguientes son asignados por el fabricante La

tarjeta de red podriacutea venir defectuosa pero la direccioacuten del nodo debe permanecer

consistente El chip de memoria ROM que contiene la direccioacuten original puede ser

removido de una tarjeta vieja para ser insertado en una nueva tarjeta o la direccioacuten

puede ser puesta en un registro mediante el disco de diagnostico de la tarjeta de

interfaces de red (NIC) Cualquiera que sea el meacutetodo utilizado se deber ser cuidadoso

para evitar alteracioacuten alguna en la administracioacuten de la red

Tipo Este es un campo de dos octetos que siguen al campo de direccioacuten fuente y

especifican el protocolo de alto nivel utilizado en el campo de datos Algunos tipos serian

0800H para TCPIP y 0600H para XNS

Campo de dato Contiene los datos de informacioacuten y es el uacutenico que tiene una longitud de

bytes variable que puede oscilar de un miacutenimo de 46 bytes a un maacuteximo de 1500 El

contenido de ese campo es completamente arbitrario y es determinado por el protocolo

de alto nivel usado

Frame Check Secuence Este viene a ser el ultimo campo de la trama compuesto por 32

bits que son usados por la verificacioacuten de errores en la transmisioacuten mediante el meacutetodo

CRC considerando los campo de direccioacuten tipo y de dato

Caracteriacutesticas

La codificacioacuten Manchester provee una forma simple de codificar secuencias de

bits incluso cuando hay largas secuencias de periodos sin transiciones de nivel que

puedan significar la peacuterdida de sincronizacioacuten o incluso errores en las secuencias

de bits

Este tipo de codificacioacuten nos asegura que la componente continua de las sentildeales es

cero si se emplean valores positivos y negativos

La codificacioacuten Manchester es una forma de codificacioacuten altamente fiable

El requerimiento del ancho de banda para la codificacioacuten Manchester es el doble

comparado en las comunicaciones asiacutencronas y el espectro de la sentildeal es

considerablemente mas ancho

Definicioacuten

El estaacutendar IEEE 8023 especifica el meacutetodo de control del medio (MAC) denominado The

physical layer and the Data Link layer standardized by IEEE 8023 are intended to

correspond closely to the lowest layers of the ISO Model for Open Systems

Interconnection (see ) [3]CSMACD siglas que corresponden a Carrier Sense Multiple

Access with Collision Deteccioacuten (en espantildeol Meacutetodo de acceso Muacuteltiple por Deteccioacuten de

Portadora con Deteccioacuten de Colisiones) es una teacutecnica usada en redes Ethernet para

mejorar sus prestaciones Anteriormente a esta teacutecnica se usaron las de Aloha puro (El

protocolo ALOHA es un protocolo del nivel de enlace de datos para redes de aacuterea local con

topologiacutea de difusioacutenLa primera versioacuten del protocolo era baacutesica

Si tienes datos que enviar enviacutealos

Si el mensaje colisiona con otra transmisioacuten intenta reenviarlos maacutes tarde)

Tambien usaron el Aloha ranurado (con la uacutenica diferencia de que las estaciones soacutelo

pueden transmitir en unos determinados instantes de tiempo o slotspero ambas

presentaban muy bajas prestaciones Por eso aparecioacute en primer lugar la teacutecnica

CSMA (el escuchar el medio para saber si existe presencia de portadora en los

momentos en los que se ocupa el canal

El fin es evitar colisiones es decir que dos host hablen al mismo tiempo Por otro lado

define el procedimento que estos dos host deben seguir si llegasen a usar el mismo

medio de forma simultaacutenea)

CSMACD sucede cuando se utiliza un medio de acceso muacuteltiple y que la estacioacuten que

desea emitir previamente escucha el canal antes de emitir Lo cual es el protocolo de

sentildeal eleacutectrica

TIPOS DE PROTOCOLOS CON DETECCIOacuteN DE PORTADORA

En los mecanismos de acceso al medio con deteccioacuten de portadora como los CSMA

(Carrier Sense Multiple Access) el control de acceso al medio de transmisioacuten se distribuye

completamente entre todas las estaciones Una estacioacuten que quiere transmitir escucha la

liacutenea para detectar si otra estaacute transmitiendo Si el canal estaacute vaciacuteo la estacioacuten transmite

pero si estaacute ocupado debe esperar un cierto tiempo antes de intentarlo de nuevo Hay tres

algoritmos para determinar cuando se vuelve a intentar la transmisioacuten tras encontrar

ocupado el canal

CSMA 1-PERSISTENTE

CSMA NO PERSISTENTE

CSMA P-PERSISTENTE

CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN

CSMA 1-PERSISTENTE

El protocolo CSMA 1-persistente funciona de la siguiente forma cuando tiene que

transmitir un frame primero escucha el canal y si estaacute libre enviacutea el frame caso contrario

espera a que se libere y en ese momento lo enviacutea Se denomina CSMA 1-persistente

porque existe la probabilidad 1 es decir certeza de que el frame se transmitiraacute cuando el

canal esteacute libre En una situacioacuten real con alto traacutefico es muy posible que cuando un nodo

termine de transmitir existan varios esperando enviar sus datos y con CSMA 1-persistente

todos los frames seraacuten emitidos a la vez y colisionaraacuten pudieacutendose repetir el proceso

varias veces con la consiguiente degradacioacuten del rendimiento Una colisioacuten ocurriraacute

aunque no empiecen a transmitir exactamente a la vez basta simplemente con que dos

nodos empiecen a transmitir con una diferencia de tiempos menor que la distancia que los

separa ya que en tal caso ambos detectaraacuten el canal libre en el momento de iniciar la

transmisioacuten Se deduce entonces que en este tipo de redes el retardo de propagacioacuten de

la sentildeal puede tener un efecto importante en el rendimiento El rendimiento obtenido con

este protocolo puede llegar al 55 con un grado de ocupacioacuten del 100

CSMA NO PERSISTENTE

Antes de enviar se escucha el canal si el canal estaacute libre se transmite el frame Si estaacute

ocupado en vez de quedarse escuchando se espera un tiempo aleatorio que viene dado

por un algoritmo llamado de backoff despueacutes del cual se repite el proceso El protocolo

tiene una menor eficiencia que CSMA 1-persistente para traacuteficos moderados pues

introduce una mayor latencia sin embargo se comporta mejor en situaciones de traacutefico

intenso ya que evita las colisiones producidas por las estaciones que se encuentran a la

espera de que termine la transmisioacuten de un frame en un momento dado

CSMA P-PERSISTENTE

Utiliza intervalos de tiempo y funciona de la siguiente manera cuando el nodo tiene

algo que enviar primero escucha el canal si estaacute ocupado espera un tiempo aleatorio

Cuando el canal estaacute libre se selecciona un nuacutemero aleatorio con distribucioacuten uniforme

entre 0 y 1 si el nuacutemero es menor que p el frame es transmitido En caso contrario se

espera el siguiente slot de tiempo para transmitir y repite el algoritmo hasta que el frame

es transmitido o bien otro nodo utiliza en canal en cuyo caso se espera un tiempo

aleatorio y empieza de nuevo el proceso desde el principio La eficiencia del protocolo es

en general superior a la de CSMA 1-persistente y CSMA no persistente

CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN

Un problema con los protocolos anteriores es que una vez se ha empezado a transmitir

un frame se sigue transmitiendo auacuten cuando se detecte una colisioacuten Como es maacutes

eficiente dejar de transmitir y esperar un tiempo aleatorio para volver a hacerlo los

protocolos de acceso muacuteltiple por deteccioacuten de portadora con deteccioacuten de colisiones o

CSMACD implementan esta mejora

Estados de

una red CSMACD

En una red CSMACD la uacutenica circunstancia en la que puede producirse una colisioacuten es

cuando dos hosts empiezan a transmitir a la vez o con una diferencia de tiempo lo

bastante pequentildea como para que la sentildeal de uno no haya podido llegar al otro antes de

que eacuteste empiece a transmitir En palabras simples el nodo no alcanzoacute a escuchar que

otro nodo ya comenzoacute la transmisioacuten producto del retardo de propagacioacuten de la sentildeal

A este periodo de tiempo se le llama PERIODO DE CONTIENDA y corresponde a uno de

los tres posibles estados que tiene una red CSMACD los otros dos estados son los de

transmisioacuten y estado libre

Deteccioacuten de portadora

La deteccioacuten de portadora es utilizada para escuchar al medio (la portadora) para ver si se

encuentra libre Si la portadora se encuentra libre los datos son pasados a la capa fiacutesica

para su transmisioacuten Si la portadora estaacute ocupada se monitorea hasta que se libere

Deteccioacuten de colisiones

Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten

Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto

ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten

La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se

enteren de que ha ocurrido una colisioacuten

Caracteriacutesticas de CSMACD

1 El primer paso a la hora de transmitir seraacute saber si el medio estaacute libre Para eso

escuchamos lo que dicen los demaacutes Si el medio esta tranquilo (ninguna otra estacioacuten esta

transmitiendo) se enviacutea la transmisioacuten

2 Cuando dos o maacutes estaciones tienen mensajes para enviar es posible que transmitan casi

en el mismo instante resultando en una colisioacuten en la red

3 Cuando se produce una colisioacuten todas las estaciones receptoras ignoran la transmisioacuten

confusa

4 Si un dispositivo de transmisioacuten detecta una colisioacuten enviacutea una sentildeal de expansioacuten para

notificar a todos los dispositivos conectados que ha ocurrido una colisioacutendenominada

jamming

5 Las estaciones transmisoras detienen sus transmisiones tan pronto como detectan la

colisioacuten

6 Despueacutes de una colisioacuten (Los host que intervienen en la colisioacuten invocan un algoritmo de

postergacioacuten que genera un tiempo aleatorio) las estaciones esperan un tiempo aleatorio

(tiempo de backoff) para volver a transmitir una trama

En el meacutetodo de acceso CSMACD los dispositivos de red que tienen datos para transmitir

funcionan en el modo escuchar antes de transmitir Esto significa que cuando un nodo

desea enviar datos primero debe determinar si los medios de red estaacuten ocupados o no

En redes inalaacutembricas resulta a veces complicado llevar a cabo el primer paso (escuchar al

medio para determinar si estaacute libre o no) Por este motivo surgen dos problemas que

pueden ser detectados

1 Problema del nodo oculto la estacioacuten cree que el medio estaacute libre cuando en

realidad no lo estaacute pues estaacute siendo utilizado por otro nodo al que la estacioacuten no

oye

2 Problema del nodo expuesto la estacioacuten cree que el medio estaacute ocupado

cuando en realidad lo estaacute ocupando otro nodo que no interfeririacutea en su

transmisioacuten a otro destino

Para resolver estos problemas la IEEE 80211 propone MACA (MultiAccess Collision

Avoidance ndash Evitacioacuten de Colisioacuten por Acceso Muacuteltiple)

CSMA CD Meacutetodo de acceso capacidades funcionales

El siguiente resumen muestra una referencia raacutepida de las

capacidades funcionales de CSMA CD sublayer MAC

En el marco de la transmisioacuten

aceptar los datos de la LLC sublayer y construir un marco

Presentar una serie de bits de datos a la capa fiacutesica para la

transmisioacuten en el medio

En el marco de la recepcioacuten

recibir una serie de bits de datos a partir de la capa fiacutesica

presentar a la LLC (enlace logico de control)sublayer marcos

aplazar el enviacuteo de un flujo de bits de serie cada vez que el

soporte fiacutesico estaacute ocupado

FCS adecuado antildeadir valor a los marcos de salida y verificar la

alineacioacuten completa octeto frontera

controles de los marcos de errores de transmisioacuten por medio

de FCS y verifica la alineacioacuten octeto frontera

retrasar la transmisioacuten de bits de marco para el intervalo

entre periacuteodo especificado

detener la transmisioacuten cuando se detecte colisioacuten

se garantiza la propagacioacuten en toda la red mediante el enviacuteo

de mensaje de atasco

descartar la transmisioacuten que se recibieron menos de una

longitud miacutenima

TRAMA DE TRANSMICION CSMACD

Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con

un indicador de sentildeal de comienzo de la trama

El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito

de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de

transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el

direccionamiento

El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten

Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas

El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos

emisor y receptor

El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos

Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener

una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y

destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada

El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten

dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es

conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de

multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es

Conocida como direccioacuten de difusioacuten

La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten

El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a

continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los

casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)

El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud

variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes

Un campo pad o campo de relleno es usado para asegurar que la trama alcance la

longitud miacutenima requerida Una trama debe contener miacutenimo un nuacutemero de bytes

para que las estaciones puedan detectar las colisiones con precisioacuten

Una secuencia de chequeo de trama es utilizada como mecanismo de control de

errores

Cuando el dispositivo emisor ensambla la trama realiza un caacutelculo en los bits de la

trama El algoritmo usado para realizar este caacutelculo siempre genera como salida un

valor de 4 bytes El dispositivo emisor almacena este valor en el campo de chequeo

de secuencia de la trama

Cuando el receptor recibe la trama realiza el mismo caacutelculo y compara el resultado

con el del campo de chequeo de secuencia de la trama Si los dos valores

coinciden la transmisioacuten se asume como correcta Si los dos valores son

diferentes el dispositivo de destino solicita una retransmisioacuten de la trama

ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS

La funcioacuten de encapsulacioacuten y desencapsulacioacuten de datos es llevada a cabo por la subcapa

MAC Este proceso es responsable de las funciones de direccionamiento y del chequeo de

errores

ENCAPSULADO

El encapsulado es realizado por la estacioacuten emisora El encapsulado es el acto de agregar

informacioacuten direcciones y bytes para el control de errores al comienzo y al final de la

unidad de datos transmitidos Esto es realizado luego que los datos son recibidos por la

Subcapa de control de enlace loacutegico (LLC) La informacioacuten antildeadida es necesaria para

realizar las siguientes tareas

Sincronizar la estacioacuten receptora con la sentildeal

Indicar el comienzo y el fin de la trama

Identificar las direcciones tanto de la estacioacuten emisora como la receptora

Detectar errores en la transmisioacuten

Ejemplo ENCAPSULADO DE DATOS EN EL MODELO DE REFERENCIA OSI

Lo que sigue es una descripcioacuten del proceso de encapsulado de datos en una pila de

protocolo en nuestro caso TCPIP

Las capas del modelo osi se comunican entre siacute utilizando las PDU (protocol data unit) que

especifican que informacioacuten debe agregarse como encabezado o final de los datos que

ingresan a la capa Analizamos el paso de los datos por las 4 uacuteltimas capas del modelo

( transporte red enlace de datos fiacutesica)

Cuando los datos bajan de la capa sesioacuten la PDU de la capa de transporte exige el

agregado del encabezado de protocolo TCP La capa siguiente agrega el encabezado IP Al

bajar a la capa de Enlace el encabezado que se agrega depende de la implementacioacuten de

Ethernet que se esteacute utilizando Si la implementacioacuten es ETHERNET II se agrega solamente

un encabezado MAC si la implementacioacuten es IEEE 8023 8022 se agregan 2

encabezados LLC de la subcapa superior (Logical Link Control) y MAC (Media Access

Control) de la subcapa inferior para luego pasar a la capa Fiacutesica convertido en sentildeales

eleacutectricas

DESENCAPSULADO

El desencapsulado es realizado por la estacioacuten receptora Cuando es recibida una trama la

estacioacuten receptora es responsable de realizar las siguientes tareas

Reconocer la direccioacuten de destino y determinar si coincide con su propia direccioacuten

Realizar la verificacioacuten de errores

Remover la informacioacuten de control que fue antildeadida por la funcioacuten de encapsulado

de datos en la estacioacuten emisora

ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO

La funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es realizada por la subcapa MAC

En la estacioacuten emisora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable de

determinar si el canal de comunicacioacuten se encuentra disponible Si el canal se encuentra

disponible puede iniciarse la transmisioacuten de datos

Adicionalote la funcioacuten de administracioacuten es responsable de determinar que accioacuten

deberaacute tomarse en caso de detectarse una colisioacuten y cuando intentaraacute retransmitir

En la estacioacuten receptora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable

de realizar las comprobaciones de validacioacuten en la trama antes de pasarla a la funcioacuten de

desencapsulado

CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS

La funcioacuten de codificacioacutendecodificacioacuten es realizada en la capa fiacutesica Esta funcioacuten es

responsable de obtener la forma eleacutectrica u oacuteptica de los datos que se van a transmitir en

el medio

La codificacioacuten de datos es realizada por la estacioacuten emisora Esta es responsable de

traducir los bits a sus correspondientes sentildeales eleacutectricas u oacutepticas para ser trasladadas a

traveacutes del medio Adicionalmente esta funcioacuten es responsable de escuchar el medio y

notificar al la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio si el medio se encuentra libre

ocupado o se ha detectado una colisioacuten

veremos algunas teacutecnicas para codificar datos en sentildeales digitales Recordemos que una

sentildeal digital es una secuencia de niveles de tensioacuten discretos cada uno de ellos es un

elemento de la sentildeal Las teacutecnicas de codificacioacuten convierten cada bit de datos 0 o 1 en

elementos de sentildeal buscando ciertas ventajas o caracteriacutestica de la misma

iquestQueacute es lo que buscamos cuando queremos transmitir Pues de normal que la velocidad

de transmisioacuten sea elevada y que el nuacutemero de errores pequentildeo Pero tambieacuten que el

medio que utilicemos sea barato Por desgracia todo a la vez es imposible canales con

mayor ancho de banda aumentaraacuten la velocidad de transmisioacuten y si estaacuten bien

apantallados podraacuten transmitir a grandes distancias sin apenas ruido iexclpero eso es muy

caro iquestDe queacute manera puede ayudar la forma de la sentildeal

(Un poco maacutes de

vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten

soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos

lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas

Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama

transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos

La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la

traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits

TRAMA DE TRANSMICION CSMACD

Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con

un indicador de sentildeal de comienzo de la trama

El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito

de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de

transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el

direccionamiento

El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten

Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas

El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos

emisor y receptor

El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos

El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits

10101011

Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener

una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y

destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada

El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten

dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es

conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de

multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es

conocida como direccioacuten de difusioacuten

La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten

El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a

continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los

casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)

El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud

variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes

4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)

Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red

Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits

transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un

nuacutemero negativo y una potencia de 10

Se calcula con la siguiente formula

BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS

Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por

ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3

actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER

se consigue tiacutepicamente en 10^ -12

VALORES DE BER TIPICOS

Ethernet 10BASE-5 lt10^-8

Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10

Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11

Fiber Channel SONETSDHlt10^-12

GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8

CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7

5 TOPOLOGIAS

Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los

diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos

especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden

interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental

que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los

diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La

topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el

nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc

Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea

1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y

cableado (los medios) en la red

2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del

medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y

transmisioacuten de tokens (Token Ring)

3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones

La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia

todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para

utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento

en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten

de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a

cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la

red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host

y el proceso se vuelve a repetir

Topologiacutea de la Red Ethernet

La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo

de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se

conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos

forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal

La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el

cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de

cableado

TOPOLOGIA EN BUS

La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo

segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la

combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta

estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y

no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo

de estaciones de la red se fija en 1024

Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media

pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es

completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la

red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet

pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que

transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros

10-BASE-5

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto

Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados

transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo

agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del

cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la

estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la

interfaz se comunica con la computadora

Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que

acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una

tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el

transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso

llevar un microprocesador para controlar las transferencias

Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores

BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC

conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces

utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es

maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es

de 185 metros

10-BASE-2

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador

Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca

un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el

conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los

extremos si este se conecta directamente a un repetidor

TOPOLOGIA EN ESTRELLA

El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que

cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese

segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en

estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a

un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una

para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El

cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado

El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la

expansioacuten de la red

CONECTOR RJ-45

Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de

ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los

pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En

algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo

se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador

sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs

utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red

10-BASE-T

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico

Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas

10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios

Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia

entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-

BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con

un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red

Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se

puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la

conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos

casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores

5 Trama de red

En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de

datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos

especialmente en el Nivel de enlace de datos

Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten

chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de

datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel

de red

Formato de la trama de Ethernet

Trama DIX

Ethernet

Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS

8 bytes 6 bytes6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes

2 oacute 4

bytes

Trama IEEE

8023

Preaacutembul

oSOF Destino Origen

Longitu

dDatos Relleno FCS

7 bytes1

byte6 bytes

6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes4 bytes

Preaacutembulo

Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y

estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo

es

10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010

Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester

representan una forma de onda perioacutedica

SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama

Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s

consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes

significativo del campo de direccioacuten MAC de destino

Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor

debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF

Direccioacuten de destino

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se

enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast

o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar

si debe aceptar el paquete

Direccioacuten de origen

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se

enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la

direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos

Tipo

Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el

paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos

interpreta este campo

Datos

Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de

valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este

campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de

niveles superiores

FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)

Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de

Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el

receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la

trama

Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama

- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica

- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y

realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un

byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios

- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de

datos para obtener una suma

7 componentes de Ethernet

Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio

Ethernet a mano maacutes apropiado

Hay cuatro tipos principales de medios en uso

Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5

Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en

determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)

Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04

pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)

relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta

su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o

grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero

permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias

Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2

Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar

Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas

(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en

empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a

interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso

Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)

sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero

requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino

tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se

utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos

Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T

Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla

adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes

frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco

mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo

del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su

costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con

plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin

embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias

electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado

con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps

Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-

repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las

aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o

10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las

situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una

preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes

cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica

La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de

longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que

de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre

Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que

seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se

puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten

Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la

flexibilidad de la tecnologiacutea

Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet

Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de

paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation

Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE

liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha

vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan

Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el

disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene

aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una

resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir

la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas

Figura 1

El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura

1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes

electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras

que se comunican en la red

La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un

dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un

transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del

cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre

un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada

en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro

del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se

corte y se inserte una lsquoTrsquo

Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un

transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio

del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador

anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta

madre) y se conecta con el transceptor

Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra

fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las

sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite

la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute

en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato

digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el

transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente

llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la

potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la

operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o

recibiendo

Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las

intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema

operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta

instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la

transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido

finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple

dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede

contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria

de la computadora y el cable ether)

En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de

una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e

instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura

2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante

Figura 2

Capacidad de las redes Ethernet

El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden

transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una

computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red

no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar

datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico

total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y

pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace

posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa

que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por

ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o

muchas computadoras que generan cargas ligeras

La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE

8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo

suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles

Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El

propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red

sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una

longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo

el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama

La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se

encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que

es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser

transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por

un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se

encuentran en el campo da datos

La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de

direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023

permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite

solo direcciones de 6 Bytes

El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE

8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet

Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de

los cables utilizados

10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet

10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet

10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una

velocidad de 10 Mbps

100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica

multimodo (la F es por Fiber)

100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)

1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad

de 1 gigabite por segundo

1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S

es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)

1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L

es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)

Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado

Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del

nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran

aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de

legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces

de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor

adaptacioacuten y transicioacuten

Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos

Velocidad de transmisioacuten

- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea

Tipo de cable

- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea

Longitud maacutexima

- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones

repetidoras)

Topologiacutea

- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados

con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o

switches (estrella conmutada)

A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes

importantes

Tecnologiacuteas Ethernet

Tecnologiacutea

Velocidad de

transmisioacuten Tipo de cable

Distancia

maacutexima Topologiacutea

10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)

10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m

Estrella (Hub o

Switch)

10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o

Switch)

100BaseT4 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 3UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseTX 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 5UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m

No permite el uso de

hubs

1000BaseT 1000Mbps

4 pares trenzado

(categoriacutea 5e oacute

6UTP ) 100 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseSX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(multimodo) 550 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseLX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(monomodo) 5000 m

Estrella Full Duplex

(switch)

10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los

estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad

nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet

El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y

WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en

una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023

Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten

8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN

PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se

puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103

Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas

Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c

10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre

cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo

del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica

multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)

10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand

4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un

router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance

10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre

240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra

mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm

10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra

mono-modo (usando 1310nm)

10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre

fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido

interfaces enchufables de hasta 80-km

10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625

microm

10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado

para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera

SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-

ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas

distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)

Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado

principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin

embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par

trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada

para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-

duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex

Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes

Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802

10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten

comercial

La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las

especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para

Ethernet de 100 Mbps

Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes

apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios

productos en el mercado

Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones

1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de

sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la

transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado

100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como

veremos a continuacioacuten)

Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue

utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que

puede seguir usando los mismos cables de par trenzado

2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por

otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)

y que se denominoacute 100BaseVG

Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea

3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable

consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda

3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten

denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito

4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente

sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet

utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es

lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)

VELOCIDAD

En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea

circulan a la velocidad de 10 Mbps

Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades

superiores tanto de 20 como de 100 Mbps

Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes

de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios

usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-

Windows

De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que

actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 2: Trabajo Ethernet

primeros computadores personales Tambieacuten se estaban fabricando las primeras

impresoras laacuteser Se queriacutea conectar los computadores entre siacute para compartir ficheros y

las impresoras La comunicacioacuten teniacutea que ser de muy alta velocidad del orden de

megabits por segundo ya que la cantidad de informacioacuten a enviar a las impresoras era

enorme (teniacutean una resolucioacuten y velocidad comparables a una impresora laacuteser actual)

Estas ideas que hoy parecen obvias eran completamente revolucionarias en 1973

A Metcalfe el especialista en comunicaciones del equipo con 27 antildeos de edad se le

encomendoacute la tarea de disentildear y construir la red que uniera todo aquello Contaba para

ello con la ayuda de un estudiante de doctorado de Stanford llamado David Boggs Las

primeras experiencias de la red que denominaron Alto Aloha Network las llevaron a

cabo en 1972 Fueron mejorando gradualmente el prototipo hasta que el 22 de mayo de

1973 Metcalfe escribioacute un memoraacutendum interno en el que informaba de la nueva red

Para evitar que se pudiera pensar que soacutelo serviacutea para conectar computadores Alto el

nombre de la red se cambioacute por el de Ethernet que haciacutea referencia a la teoriacutea de la

fiacutesica hoy ya abandonada seguacuten la cual las ondas electromagneacuteticas viajaban por un

fluido denominado eacuteter que se suponiacutea llenaba todo el espacio (para Metcalfe el eacuteter

era el cable coaxial por el que iba la sentildeal) Los dos computadores Alto utilizados para

las primeras pruebas de Ethernet fueron rebautizados maacutes tarde con los nombres

Michelson y Morley en alusioacuten a los dos fiacutesicos que demostraron en 1887 la inexistencia

del eacuteter mediante el famoso experimento que lleva su nombre

La red de 1973 ya teniacutea todas las caracteriacutesticas esenciales de la Ethernet actual

Empleaba CSMACD para minimizar la probabilidad de colisioacuten y en caso de que eacutesta se

produjera se poniacutea en marcha un mecanismo denominado retroceso exponencial

binario para reducir gradualmente la agresividad del emisor con lo que eacuteste se

adaptaba a situaciones de muy diverso nivel de traacutefico Teniacutea topologiacutea de bus y

funcionaba a 294 Mbs sobre un segmento de cable coaxial de 16Km de longitud Las

direcciones eran de 8 bits y el CRC de las tramas de 16 bits El protocolo utilizado al nivel

de red era el PUP (Parc Universal Packet) que luego evolucionariacutea hasta convertirse en el

que luego fue XNS (Xerox Network System) antecesor a su vez de IPX (Netware de

Novell)

En vez de utilizar el cable coaxial de 75 W de las redes de televisioacuten por cable se optoacute

por emplear cable de 50 W que produciacutea menos reflexiones de la sentildeal a las cuales

Ethernet era muy sensible por transmitir la sentildeal en banda base (es decir sin

modulacioacuten) Las reflexiones se produciacutean en cada empalme del cable y en cada pincho

vampiro (transceiver) En la praacutectica el nuacutemero maacuteximo de pinchos vampiro y por

tanto el nuacutemero maacuteximo de estaciones en un segmento de cable coaxial veniacutea limitado

por la maacutexima intensidad de sentildeal reflejada tolerable

En 1975 Metcalfe y Boggs describieron Ethernet en un artiacuteculo que enviaron a

Communications of the ACM (Association for Computing Machinery) publicado en

1976 En eacutel ya describiacutean el uso de repetidores par aumentar el alcance de la red En

1977 Metcalfe Boggs y otros dos ingenieros de Xerox recibieron una patente por la

tecnologiacutea baacutesica de Ethernet y en 1978 Metcalfe y Boggs recibieron otra por el

repetidor En esta eacutepoca todo el sistema Ethernet era propietario de Xerox

Aunque no relacionado con Ethernet merece la pena mencionar que David Boggs

construyoacute en 1975 en el Xerox PARC el primer router y el primer servidor de nombres de

la Internet

1 Ethernet

Es el nombre de una tecnologiacutea de redes de computadoras de aacuterea local (LANs)

basada en tramas de datos El nombre viene del concepto fiacutesico de ether

Ethernet se refiere a las redes de aacuterea local y dispositivos que fue definida por el

Instituto para los Ingenieros Eleacutectricos y Electroacutenicos (IEEE) bajo el estaacutendar IEEE 8023

que define el protocolo CSMACD

Ethernet es la capa fiacutesica maacutes popular de la tecnologiacutea LAN usada actualmente y

fue desarrollada principalmente por las empresas XEROX Intel y Digital Equipment

Company (DIX)

Ethernet es popular porque permite un buen equilibrio entre velocidad costo y

facilidad de instalacioacuten Estos puntos fuertes combinados con la amplia aceptacioacuten en el

mercado y la habilidad de soportar virtualmente todos los protocolos de red populares

hacen a Ethernet la tecnologiacutea ideal para la red de la mayoriacutea de los usuarios de la

informaacutetica actual Esta se utiliza actualmente para aproximadamente 85 de las PC LAN-

conectadas y de los sitios de trabajo del mundo porque su protocolo tiene las

caracteriacutesticas siguientes

Es faacutecil de entender de poner en ejecucioacuten de manejar y de mantener

Permite las puestas en praacutectica baratas de la red

Proporciona la flexibilidad topoloacutegica extensa para la instalacioacuten de la red

Garantiza la interconexioacuten y la operacioacuten acertadas de productos estaacutendar-

obedientes sin importar fabricante

2 Codificacioacuten de Manchester Definicioacuten y caracteriacutesticas maacutes relevantes

La codificacioacuten Manchester tambieacuten denominada codificacioacuten bifase-L es un meacutetodo de

codificacioacuten eleacutectrica de una sentildeal binaria en el que en cada tiempo de bit hay una

transicioacuten entre dos niveles de sentildeal Es una codificacioacuten auto sincronizada ya que en

cada bit se puede obtener la sentildeal de reloj lo que hace posible una sincronizacioacuten precisa

del flujo de datos Una desventaja es que consume el doble de ancho de banda que una

transmisioacuten asiacutencrona

Ejemplo de codificacioacuten Manchester de acuerdo con las convenciones ethernet

Los coacutedigos Manchester tienen una transicioacuten en la mitad del periodo de cada bit Cuando

se tienen bits iguales y consecutivos se produce una transicioacuten al inicio del segundo bit la

cual no es tenida en cuenta por el receptor al momento de decodificar solo las

transiciones separadas uniformemente en el tiempo son las que son consideradas por el

receptor Hay algunas transiciones que no ocurren a mitad de bit Estas transiciones no

llevan informacioacuten uacutetil y solo se usan para colocar la sentildeal en el siguiente estado donde se

llevaraacute a cabo la siguiente transicioacuten Aunque esto permite a la sentildeal auto-sincronizarse

en realidad lo que hace es doblar el requerimiento de ancho de banda en comparacioacuten

con otros coacutedigos como por ejemplo los Coacutedigos NRZ

En la codificacioacuten Manchester cada periacuteodo de un bit se divide en dos intervalos iguales

Un bit binario de valor 1 se transmite con valor de tensioacuten alto en el primer intervalo y un

valor bajo en el segundo Un bit 0 se enviacutea al contrario es decir una tensioacuten baja seguida

de un nivel de tensioacuten alto

Este esquema asegura que todos los bits presentan una transicioacuten en la parte media

proporcionando asiacute un excelente sincronismo entre el receptor y el transmisor Una

desventaja de este tipo de transmisioacuten es que se necesita el doble del ancho de banda

para la misma informacioacuten que el meacutetodo convencional

La codificacioacuten diferencial Manchester es una variacioacuten puesto que en ella un bit de

valor 1 se indica por la ausencia de transicioacuten al inicio del intervalo mientras que un bit 0

se indica por la presencia de una transicioacuten en el inicio existiendo siempre una transicioacuten

en el centro del intervalo El esquema diferencial requiere un equipo maacutes sofisticado pero

ofrece una mayor inmunidad al ruido El Manchester Diferencial tiene como ventajas

adicionales las derivadas de la utilizacioacuten de una aproximacioacuten diferencial

Todas las teacutecnicas bifase fuerzan al menos una transicioacuten por cada bit pudiendo tener

hasta dos en ese mismos periodo Por tanto la maacutexima velocidad de modulacioacuten es el

doble que en los NRZ esto significa que el ancho de bandoa necesario es mayor No

obstante los esquemas bifase tienes varias ventajas

raquo Sincronizacioacuten debido a la transicioacuten que siempre ocurre durante el intervalo de

duracioacuten correspondiente a un bit el receptor puede sincronizarse usando dicha

transicioacuten Debido a esta caracteriacutestica los coacutedigos bifase se denominan auto-

sincronizados

raquo No tienen componente en continua

raquo Deteccioacuten de errores se pueden detectar errores si se detecta una ausencia de la

transicioacuten esperada en la mitad del intervalo Para que el ruido produjera un error no

detectado tendriacutea que intervenir la sentildeal antes y despueacutes de la transicioacuten

Los coacutedigos bifase se usan con frecuencia en los esquemas de transmisioacuten de datos

Unos de los maacutes conocidos es el coacutedigo Manchestes que se ha elegido como parte de la

especificacioacuten de la normalizacioacuten IEEE 8023 para la transmisioacuten en redes LAN con un bus

CSMACD usando cable coaxial en banda base o par trenzado El Manchester Diferencial

se ha elegido en la normalizacioacuten IEEE 8025 para redes LAN en anillo con paso de testigo

en las que se usan pares trenzados apantallados

8 Arquitectura de Ethernet

Los elementos de una red Ethernet son los nodos de red y el medio de interconexioacuten Los

nodos de red pueden clasificarse en dos grandes grupos Equipo Terminal de Datos (DTE) y

Equipo de Comunicacioacuten de Datos (DCE) Los DTE son dispositivos de red que generan o

que son el destino de los datos como las PCs las estaciones de trabajo los servidores de

archivos los servidores de impresioacuten todos son parte del grupo de las estaciones finales

Los DCE son los dispositivos de red intermediarios que reciben y retransmiten las tramas

dentro de la red pueden ser ruteadores conmutadores (switch) concentradores (hub)

repetidores o interfaces de comunicacioacuten ej un moacutedem o una tarjeta de interface

NIC o Tarjeta de Interfaz de Red|Adaptador - permite que una computadora acceda a

una red local Cada tarjeta tiene una uacutenica direccioacuten MAC que la identifica en la red

Una computadora conectada a una red se denomina nodo

Repetidor o repeater - aumenta el alcance de una conexioacuten fiacutesica recibiendo las

sentildeales y retransmitieacutendolas para evitar su degradacioacuten a traveacutes del medio de

transmisioacuten lograacutendose un alcance mayor Usualmente se usa para unir dos aacutereas

locales de igual tecnologiacutea y soacutelo tiene dos puertos Opera en la capa fiacutesica del modelo

OSI

Concentrador o hub - funciona como un repetidor pero permite la interconexioacuten de

muacuteltiples nodos Su funcionamiento es relativamente simple pues recibe una trama de

ethernet por uno de sus puertos y la repite por todos sus puertos restantes sin

ejecutar ninguacuten proceso sobre las mismas Opera en la capa fiacutesica del modelo OSI

Puente o bridge - interconecta segmentos de red haciendo el cambio de frames

(tramas) entre las redes de acuerdo con una tabla de direcciones que le dice en queacute

segmento estaacute ubicada una direccioacuten MAC dada

Conexiones en un switch Ethernet

Conmutador o Switch - funciona como el bridge pero permite la interconexioacuten de

muacuteltiples segmentos de red funciona en velocidades maacutes raacutepidas y es maacutes sofisticado

Los switches pueden tener otras funcionalidades como redes virtuales y permiten su

configuracioacuten a traveacutes de la propia red Funciona baacutesicamente en la capa fiacutesica y sirve

como enlace de datos del modelo OSI Por esto son capaces de procesar informacioacuten

de las tramas su funcionalidad maacutes importante es en las tablas de direccioacuten Por ej

una computadora conectada al puerto 1 del conmutador enviacutea una trama a otra

computadora conectada al puerto 2 el switch recibe la trama y la transmite a todos

sus puertos excepto aquel por donde la recibioacute la computadora 2 recibiraacute el mensaje

y eventualmente lo responderaacute generando traacutefico en el sentido contrario ahora el

switch conoceraacute las direcciones MAC de las computadoras en el puerto 1 y 2 cuando

reciba otra trama con direccioacuten de destino de alguna de ellas soacutelo transmitiraacute la trama

a dicho puerto disminuyendo asiacute el traacutefico de la red y contribuyendo al buen

funcionamiento de la misma

Arquitectura (estructura loacutegica)

La arquitectura Ethernet puede definirse como una red de conmutacioacuten de paquetes de

acceso muacuteltiple (medio compartido) y difusioacuten amplia (Broadcast) que utiliza un medio

pasivo y sin ninguacuten control central Proporciona deteccioacuten de errores pero no

correccioacuten El acceso al medio (de transmisioacuten) estaacute gobernado desde las propias

estaciones mediante un esquema de arbitraje estadiacutestico

Los paquetes de datos transmitidos alcanzan a todas las estaciones (difusioacuten amplia)

siendo cada estacioacuten responsable de reconocer la direccioacuten contenida en cada paquete y

aceptar los que sean dirigidos a ella [3]

Ethernet realiza varias funciones que incluyen empaquetado y desempaquetado de los

datagramas manejo del enlace codificacioacuten y decodificacioacuten de datos y acceso al canal

El manejador del enlace es responsable de vigilar el mecanismo de colisiones escuchando

hasta que el medio de transmisioacuten estaacute libre antes de iniciar una transmisioacuten (solo un

usuario utiliza la transmisioacuten cada vez -Banda base-) El manejo de colisiones se realiza

deteniendo la transmisioacuten y esperando un cierto tiempo antes de intentarla de nuevo

Existe un mecanismo por el que se enviacutean paquetes a intervalos no estaacutendar lo que evita

que otras estaciones puedan comunicar Es lo que se denomina captura del canal

Funciones de la Arquitectura Ethernet

Encapsulacion de datos

Formacioacuten de la trama estableciendo la delimitacioacuten correspondiente

Direccionamiento del nodo fuente y destino

Deteccioacuten de errores en el canal de transmisioacuten

Manejo de Enlace

Asignacioacuten de canal

Resolucioacuten de contencioacuten manejando colisiones

Codificacioacuten de los Datos

Generacioacuten y extraccioacuten del preaacutembulo para fines de sincronizacioacuten

Codificacioacuten y decodificacioacuten de bits

Acceso al Canal

Transmisioacuten Recepcioacuten de los bits codificados

Sensibilidad de portadora indicando trafico sobre el canal

Deteccioacuten de colisiones indicando contencioacuten sobre el canal

Formato de Trama

En una red ethernet cada elemento del sistema tiene una direccioacuten uacutenica de 48

bits y la informacioacuten es transmitida serialmente en grupos de bits denominados

tramas Las tramas incluyen los datos a ser enviados la direccioacuten de la estacioacuten

que debe recibirlos y la direccioacuten de la estacioacuten que los transmite

Cada interface ethernet monitorea el medio de transmisioacuten antes de una

transmisioacuten para asegurar que no esteacute en uso y durante la transmisioacuten para

detectar cualquier interferencia

En caso de alguna interferencia durante la transmisioacuten las tramas son enviadas

nuevamente cuando el medio esteacute disponible Para recibir los datos cada estacioacuten

reconoce su propia direccioacuten y acepta las tramas con esa direccioacuten mientras ignora

las demaacutes

El tamantildeo de trama permitido sin incluir el preaacutembulo puede ser desde 64 a 1518

octetos Las tramas fuera de este rango son consideradas invalidas

Campos que Componen la Trama

El preaacutembulo Inicia o encabeza la trama con ocho octetos formando un patroacuten de 1010

que termina en 10101011 Este campo provee sincronizacioacuten y marca el limite de trama

Direccioacuten destino Sigue al preaacutembulo o identifica la estacioacuten destino que debe recibir la

trama mediante seis octetos que pueden definir una direccioacuten de nivel fiacutesico o muacuteltiples

direcciones lo cual es determinado mediante el bit de menos significacioacuten del primer byte

de este campo Para una direccioacuten de nivel fiacutesico este es puesto en 0 loacutegico y la misma es

uacutenica a traveacutes de toda la red ethernet Una direccioacuten muacuteltiple puede ser dirigida a un

grupo de estaciones o a todas las estaciones y tiene el bit de menos significacioacuten en 1

loacutegico Para direccionar todas las estaciones de la red todos los bits del campo de

direccioacuten destino se ponen en 1 lo cual ofrece la combinacioacuten FFFFFFFFFFFFH

Direccioacuten fuente Este campo sigue al anterior Compuesto tambieacuten por seis octetos que

identifican la estacioacuten que origina la trama

Los campos de direccioacuten son ademaacutes subdivididos Los primeros tres octetos son

asignados a un fabricante y los tres octetos siguientes son asignados por el fabricante La

tarjeta de red podriacutea venir defectuosa pero la direccioacuten del nodo debe permanecer

consistente El chip de memoria ROM que contiene la direccioacuten original puede ser

removido de una tarjeta vieja para ser insertado en una nueva tarjeta o la direccioacuten

puede ser puesta en un registro mediante el disco de diagnostico de la tarjeta de

interfaces de red (NIC) Cualquiera que sea el meacutetodo utilizado se deber ser cuidadoso

para evitar alteracioacuten alguna en la administracioacuten de la red

Tipo Este es un campo de dos octetos que siguen al campo de direccioacuten fuente y

especifican el protocolo de alto nivel utilizado en el campo de datos Algunos tipos serian

0800H para TCPIP y 0600H para XNS

Campo de dato Contiene los datos de informacioacuten y es el uacutenico que tiene una longitud de

bytes variable que puede oscilar de un miacutenimo de 46 bytes a un maacuteximo de 1500 El

contenido de ese campo es completamente arbitrario y es determinado por el protocolo

de alto nivel usado

Frame Check Secuence Este viene a ser el ultimo campo de la trama compuesto por 32

bits que son usados por la verificacioacuten de errores en la transmisioacuten mediante el meacutetodo

CRC considerando los campo de direccioacuten tipo y de dato

Caracteriacutesticas

La codificacioacuten Manchester provee una forma simple de codificar secuencias de

bits incluso cuando hay largas secuencias de periodos sin transiciones de nivel que

puedan significar la peacuterdida de sincronizacioacuten o incluso errores en las secuencias

de bits

Este tipo de codificacioacuten nos asegura que la componente continua de las sentildeales es

cero si se emplean valores positivos y negativos

La codificacioacuten Manchester es una forma de codificacioacuten altamente fiable

El requerimiento del ancho de banda para la codificacioacuten Manchester es el doble

comparado en las comunicaciones asiacutencronas y el espectro de la sentildeal es

considerablemente mas ancho

Definicioacuten

El estaacutendar IEEE 8023 especifica el meacutetodo de control del medio (MAC) denominado The

physical layer and the Data Link layer standardized by IEEE 8023 are intended to

correspond closely to the lowest layers of the ISO Model for Open Systems

Interconnection (see ) [3]CSMACD siglas que corresponden a Carrier Sense Multiple

Access with Collision Deteccioacuten (en espantildeol Meacutetodo de acceso Muacuteltiple por Deteccioacuten de

Portadora con Deteccioacuten de Colisiones) es una teacutecnica usada en redes Ethernet para

mejorar sus prestaciones Anteriormente a esta teacutecnica se usaron las de Aloha puro (El

protocolo ALOHA es un protocolo del nivel de enlace de datos para redes de aacuterea local con

topologiacutea de difusioacutenLa primera versioacuten del protocolo era baacutesica

Si tienes datos que enviar enviacutealos

Si el mensaje colisiona con otra transmisioacuten intenta reenviarlos maacutes tarde)

Tambien usaron el Aloha ranurado (con la uacutenica diferencia de que las estaciones soacutelo

pueden transmitir en unos determinados instantes de tiempo o slotspero ambas

presentaban muy bajas prestaciones Por eso aparecioacute en primer lugar la teacutecnica

CSMA (el escuchar el medio para saber si existe presencia de portadora en los

momentos en los que se ocupa el canal

El fin es evitar colisiones es decir que dos host hablen al mismo tiempo Por otro lado

define el procedimento que estos dos host deben seguir si llegasen a usar el mismo

medio de forma simultaacutenea)

CSMACD sucede cuando se utiliza un medio de acceso muacuteltiple y que la estacioacuten que

desea emitir previamente escucha el canal antes de emitir Lo cual es el protocolo de

sentildeal eleacutectrica

TIPOS DE PROTOCOLOS CON DETECCIOacuteN DE PORTADORA

En los mecanismos de acceso al medio con deteccioacuten de portadora como los CSMA

(Carrier Sense Multiple Access) el control de acceso al medio de transmisioacuten se distribuye

completamente entre todas las estaciones Una estacioacuten que quiere transmitir escucha la

liacutenea para detectar si otra estaacute transmitiendo Si el canal estaacute vaciacuteo la estacioacuten transmite

pero si estaacute ocupado debe esperar un cierto tiempo antes de intentarlo de nuevo Hay tres

algoritmos para determinar cuando se vuelve a intentar la transmisioacuten tras encontrar

ocupado el canal

CSMA 1-PERSISTENTE

CSMA NO PERSISTENTE

CSMA P-PERSISTENTE

CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN

CSMA 1-PERSISTENTE

El protocolo CSMA 1-persistente funciona de la siguiente forma cuando tiene que

transmitir un frame primero escucha el canal y si estaacute libre enviacutea el frame caso contrario

espera a que se libere y en ese momento lo enviacutea Se denomina CSMA 1-persistente

porque existe la probabilidad 1 es decir certeza de que el frame se transmitiraacute cuando el

canal esteacute libre En una situacioacuten real con alto traacutefico es muy posible que cuando un nodo

termine de transmitir existan varios esperando enviar sus datos y con CSMA 1-persistente

todos los frames seraacuten emitidos a la vez y colisionaraacuten pudieacutendose repetir el proceso

varias veces con la consiguiente degradacioacuten del rendimiento Una colisioacuten ocurriraacute

aunque no empiecen a transmitir exactamente a la vez basta simplemente con que dos

nodos empiecen a transmitir con una diferencia de tiempos menor que la distancia que los

separa ya que en tal caso ambos detectaraacuten el canal libre en el momento de iniciar la

transmisioacuten Se deduce entonces que en este tipo de redes el retardo de propagacioacuten de

la sentildeal puede tener un efecto importante en el rendimiento El rendimiento obtenido con

este protocolo puede llegar al 55 con un grado de ocupacioacuten del 100

CSMA NO PERSISTENTE

Antes de enviar se escucha el canal si el canal estaacute libre se transmite el frame Si estaacute

ocupado en vez de quedarse escuchando se espera un tiempo aleatorio que viene dado

por un algoritmo llamado de backoff despueacutes del cual se repite el proceso El protocolo

tiene una menor eficiencia que CSMA 1-persistente para traacuteficos moderados pues

introduce una mayor latencia sin embargo se comporta mejor en situaciones de traacutefico

intenso ya que evita las colisiones producidas por las estaciones que se encuentran a la

espera de que termine la transmisioacuten de un frame en un momento dado

CSMA P-PERSISTENTE

Utiliza intervalos de tiempo y funciona de la siguiente manera cuando el nodo tiene

algo que enviar primero escucha el canal si estaacute ocupado espera un tiempo aleatorio

Cuando el canal estaacute libre se selecciona un nuacutemero aleatorio con distribucioacuten uniforme

entre 0 y 1 si el nuacutemero es menor que p el frame es transmitido En caso contrario se

espera el siguiente slot de tiempo para transmitir y repite el algoritmo hasta que el frame

es transmitido o bien otro nodo utiliza en canal en cuyo caso se espera un tiempo

aleatorio y empieza de nuevo el proceso desde el principio La eficiencia del protocolo es

en general superior a la de CSMA 1-persistente y CSMA no persistente

CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN

Un problema con los protocolos anteriores es que una vez se ha empezado a transmitir

un frame se sigue transmitiendo auacuten cuando se detecte una colisioacuten Como es maacutes

eficiente dejar de transmitir y esperar un tiempo aleatorio para volver a hacerlo los

protocolos de acceso muacuteltiple por deteccioacuten de portadora con deteccioacuten de colisiones o

CSMACD implementan esta mejora

Estados de

una red CSMACD

En una red CSMACD la uacutenica circunstancia en la que puede producirse una colisioacuten es

cuando dos hosts empiezan a transmitir a la vez o con una diferencia de tiempo lo

bastante pequentildea como para que la sentildeal de uno no haya podido llegar al otro antes de

que eacuteste empiece a transmitir En palabras simples el nodo no alcanzoacute a escuchar que

otro nodo ya comenzoacute la transmisioacuten producto del retardo de propagacioacuten de la sentildeal

A este periodo de tiempo se le llama PERIODO DE CONTIENDA y corresponde a uno de

los tres posibles estados que tiene una red CSMACD los otros dos estados son los de

transmisioacuten y estado libre

Deteccioacuten de portadora

La deteccioacuten de portadora es utilizada para escuchar al medio (la portadora) para ver si se

encuentra libre Si la portadora se encuentra libre los datos son pasados a la capa fiacutesica

para su transmisioacuten Si la portadora estaacute ocupada se monitorea hasta que se libere

Deteccioacuten de colisiones

Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten

Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto

ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten

La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se

enteren de que ha ocurrido una colisioacuten

Caracteriacutesticas de CSMACD

1 El primer paso a la hora de transmitir seraacute saber si el medio estaacute libre Para eso

escuchamos lo que dicen los demaacutes Si el medio esta tranquilo (ninguna otra estacioacuten esta

transmitiendo) se enviacutea la transmisioacuten

2 Cuando dos o maacutes estaciones tienen mensajes para enviar es posible que transmitan casi

en el mismo instante resultando en una colisioacuten en la red

3 Cuando se produce una colisioacuten todas las estaciones receptoras ignoran la transmisioacuten

confusa

4 Si un dispositivo de transmisioacuten detecta una colisioacuten enviacutea una sentildeal de expansioacuten para

notificar a todos los dispositivos conectados que ha ocurrido una colisioacutendenominada

jamming

5 Las estaciones transmisoras detienen sus transmisiones tan pronto como detectan la

colisioacuten

6 Despueacutes de una colisioacuten (Los host que intervienen en la colisioacuten invocan un algoritmo de

postergacioacuten que genera un tiempo aleatorio) las estaciones esperan un tiempo aleatorio

(tiempo de backoff) para volver a transmitir una trama

En el meacutetodo de acceso CSMACD los dispositivos de red que tienen datos para transmitir

funcionan en el modo escuchar antes de transmitir Esto significa que cuando un nodo

desea enviar datos primero debe determinar si los medios de red estaacuten ocupados o no

En redes inalaacutembricas resulta a veces complicado llevar a cabo el primer paso (escuchar al

medio para determinar si estaacute libre o no) Por este motivo surgen dos problemas que

pueden ser detectados

1 Problema del nodo oculto la estacioacuten cree que el medio estaacute libre cuando en

realidad no lo estaacute pues estaacute siendo utilizado por otro nodo al que la estacioacuten no

oye

2 Problema del nodo expuesto la estacioacuten cree que el medio estaacute ocupado

cuando en realidad lo estaacute ocupando otro nodo que no interfeririacutea en su

transmisioacuten a otro destino

Para resolver estos problemas la IEEE 80211 propone MACA (MultiAccess Collision

Avoidance ndash Evitacioacuten de Colisioacuten por Acceso Muacuteltiple)

CSMA CD Meacutetodo de acceso capacidades funcionales

El siguiente resumen muestra una referencia raacutepida de las

capacidades funcionales de CSMA CD sublayer MAC

En el marco de la transmisioacuten

aceptar los datos de la LLC sublayer y construir un marco

Presentar una serie de bits de datos a la capa fiacutesica para la

transmisioacuten en el medio

En el marco de la recepcioacuten

recibir una serie de bits de datos a partir de la capa fiacutesica

presentar a la LLC (enlace logico de control)sublayer marcos

aplazar el enviacuteo de un flujo de bits de serie cada vez que el

soporte fiacutesico estaacute ocupado

FCS adecuado antildeadir valor a los marcos de salida y verificar la

alineacioacuten completa octeto frontera

controles de los marcos de errores de transmisioacuten por medio

de FCS y verifica la alineacioacuten octeto frontera

retrasar la transmisioacuten de bits de marco para el intervalo

entre periacuteodo especificado

detener la transmisioacuten cuando se detecte colisioacuten

se garantiza la propagacioacuten en toda la red mediante el enviacuteo

de mensaje de atasco

descartar la transmisioacuten que se recibieron menos de una

longitud miacutenima

TRAMA DE TRANSMICION CSMACD

Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con

un indicador de sentildeal de comienzo de la trama

El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito

de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de

transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el

direccionamiento

El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten

Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas

El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos

emisor y receptor

El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos

Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener

una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y

destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada

El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten

dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es

conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de

multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es

Conocida como direccioacuten de difusioacuten

La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten

El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a

continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los

casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)

El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud

variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes

Un campo pad o campo de relleno es usado para asegurar que la trama alcance la

longitud miacutenima requerida Una trama debe contener miacutenimo un nuacutemero de bytes

para que las estaciones puedan detectar las colisiones con precisioacuten

Una secuencia de chequeo de trama es utilizada como mecanismo de control de

errores

Cuando el dispositivo emisor ensambla la trama realiza un caacutelculo en los bits de la

trama El algoritmo usado para realizar este caacutelculo siempre genera como salida un

valor de 4 bytes El dispositivo emisor almacena este valor en el campo de chequeo

de secuencia de la trama

Cuando el receptor recibe la trama realiza el mismo caacutelculo y compara el resultado

con el del campo de chequeo de secuencia de la trama Si los dos valores

coinciden la transmisioacuten se asume como correcta Si los dos valores son

diferentes el dispositivo de destino solicita una retransmisioacuten de la trama

ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS

La funcioacuten de encapsulacioacuten y desencapsulacioacuten de datos es llevada a cabo por la subcapa

MAC Este proceso es responsable de las funciones de direccionamiento y del chequeo de

errores

ENCAPSULADO

El encapsulado es realizado por la estacioacuten emisora El encapsulado es el acto de agregar

informacioacuten direcciones y bytes para el control de errores al comienzo y al final de la

unidad de datos transmitidos Esto es realizado luego que los datos son recibidos por la

Subcapa de control de enlace loacutegico (LLC) La informacioacuten antildeadida es necesaria para

realizar las siguientes tareas

Sincronizar la estacioacuten receptora con la sentildeal

Indicar el comienzo y el fin de la trama

Identificar las direcciones tanto de la estacioacuten emisora como la receptora

Detectar errores en la transmisioacuten

Ejemplo ENCAPSULADO DE DATOS EN EL MODELO DE REFERENCIA OSI

Lo que sigue es una descripcioacuten del proceso de encapsulado de datos en una pila de

protocolo en nuestro caso TCPIP

Las capas del modelo osi se comunican entre siacute utilizando las PDU (protocol data unit) que

especifican que informacioacuten debe agregarse como encabezado o final de los datos que

ingresan a la capa Analizamos el paso de los datos por las 4 uacuteltimas capas del modelo

( transporte red enlace de datos fiacutesica)

Cuando los datos bajan de la capa sesioacuten la PDU de la capa de transporte exige el

agregado del encabezado de protocolo TCP La capa siguiente agrega el encabezado IP Al

bajar a la capa de Enlace el encabezado que se agrega depende de la implementacioacuten de

Ethernet que se esteacute utilizando Si la implementacioacuten es ETHERNET II se agrega solamente

un encabezado MAC si la implementacioacuten es IEEE 8023 8022 se agregan 2

encabezados LLC de la subcapa superior (Logical Link Control) y MAC (Media Access

Control) de la subcapa inferior para luego pasar a la capa Fiacutesica convertido en sentildeales

eleacutectricas

DESENCAPSULADO

El desencapsulado es realizado por la estacioacuten receptora Cuando es recibida una trama la

estacioacuten receptora es responsable de realizar las siguientes tareas

Reconocer la direccioacuten de destino y determinar si coincide con su propia direccioacuten

Realizar la verificacioacuten de errores

Remover la informacioacuten de control que fue antildeadida por la funcioacuten de encapsulado

de datos en la estacioacuten emisora

ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO

La funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es realizada por la subcapa MAC

En la estacioacuten emisora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable de

determinar si el canal de comunicacioacuten se encuentra disponible Si el canal se encuentra

disponible puede iniciarse la transmisioacuten de datos

Adicionalote la funcioacuten de administracioacuten es responsable de determinar que accioacuten

deberaacute tomarse en caso de detectarse una colisioacuten y cuando intentaraacute retransmitir

En la estacioacuten receptora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable

de realizar las comprobaciones de validacioacuten en la trama antes de pasarla a la funcioacuten de

desencapsulado

CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS

La funcioacuten de codificacioacutendecodificacioacuten es realizada en la capa fiacutesica Esta funcioacuten es

responsable de obtener la forma eleacutectrica u oacuteptica de los datos que se van a transmitir en

el medio

La codificacioacuten de datos es realizada por la estacioacuten emisora Esta es responsable de

traducir los bits a sus correspondientes sentildeales eleacutectricas u oacutepticas para ser trasladadas a

traveacutes del medio Adicionalmente esta funcioacuten es responsable de escuchar el medio y

notificar al la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio si el medio se encuentra libre

ocupado o se ha detectado una colisioacuten

veremos algunas teacutecnicas para codificar datos en sentildeales digitales Recordemos que una

sentildeal digital es una secuencia de niveles de tensioacuten discretos cada uno de ellos es un

elemento de la sentildeal Las teacutecnicas de codificacioacuten convierten cada bit de datos 0 o 1 en

elementos de sentildeal buscando ciertas ventajas o caracteriacutestica de la misma

iquestQueacute es lo que buscamos cuando queremos transmitir Pues de normal que la velocidad

de transmisioacuten sea elevada y que el nuacutemero de errores pequentildeo Pero tambieacuten que el

medio que utilicemos sea barato Por desgracia todo a la vez es imposible canales con

mayor ancho de banda aumentaraacuten la velocidad de transmisioacuten y si estaacuten bien

apantallados podraacuten transmitir a grandes distancias sin apenas ruido iexclpero eso es muy

caro iquestDe queacute manera puede ayudar la forma de la sentildeal

(Un poco maacutes de

vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten

soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos

lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas

Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama

transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos

La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la

traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits

TRAMA DE TRANSMICION CSMACD

Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con

un indicador de sentildeal de comienzo de la trama

El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito

de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de

transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el

direccionamiento

El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten

Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas

El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos

emisor y receptor

El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos

El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits

10101011

Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener

una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y

destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada

El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten

dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es

conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de

multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es

conocida como direccioacuten de difusioacuten

La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten

El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a

continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los

casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)

El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud

variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes

4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)

Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red

Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits

transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un

nuacutemero negativo y una potencia de 10

Se calcula con la siguiente formula

BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS

Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por

ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3

actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER

se consigue tiacutepicamente en 10^ -12

VALORES DE BER TIPICOS

Ethernet 10BASE-5 lt10^-8

Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10

Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11

Fiber Channel SONETSDHlt10^-12

GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8

CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7

5 TOPOLOGIAS

Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los

diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos

especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden

interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental

que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los

diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La

topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el

nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc

Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea

1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y

cableado (los medios) en la red

2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del

medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y

transmisioacuten de tokens (Token Ring)

3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones

La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia

todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para

utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento

en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten

de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a

cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la

red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host

y el proceso se vuelve a repetir

Topologiacutea de la Red Ethernet

La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo

de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se

conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos

forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal

La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el

cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de

cableado

TOPOLOGIA EN BUS

La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo

segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la

combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta

estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y

no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo

de estaciones de la red se fija en 1024

Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media

pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es

completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la

red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet

pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que

transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros

10-BASE-5

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto

Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados

transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo

agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del

cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la

estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la

interfaz se comunica con la computadora

Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que

acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una

tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el

transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso

llevar un microprocesador para controlar las transferencias

Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores

BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC

conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces

utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es

maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es

de 185 metros

10-BASE-2

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador

Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca

un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el

conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los

extremos si este se conecta directamente a un repetidor

TOPOLOGIA EN ESTRELLA

El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que

cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese

segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en

estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a

un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una

para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El

cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado

El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la

expansioacuten de la red

CONECTOR RJ-45

Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de

ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los

pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En

algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo

se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador

sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs

utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red

10-BASE-T

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico

Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas

10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios

Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia

entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-

BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con

un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red

Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se

puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la

conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos

casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores

5 Trama de red

En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de

datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos

especialmente en el Nivel de enlace de datos

Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten

chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de

datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel

de red

Formato de la trama de Ethernet

Trama DIX

Ethernet

Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS

8 bytes 6 bytes6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes

2 oacute 4

bytes

Trama IEEE

8023

Preaacutembul

oSOF Destino Origen

Longitu

dDatos Relleno FCS

7 bytes1

byte6 bytes

6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes4 bytes

Preaacutembulo

Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y

estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo

es

10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010

Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester

representan una forma de onda perioacutedica

SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama

Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s

consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes

significativo del campo de direccioacuten MAC de destino

Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor

debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF

Direccioacuten de destino

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se

enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast

o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar

si debe aceptar el paquete

Direccioacuten de origen

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se

enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la

direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos

Tipo

Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el

paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos

interpreta este campo

Datos

Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de

valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este

campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de

niveles superiores

FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)

Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de

Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el

receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la

trama

Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama

- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica

- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y

realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un

byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios

- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de

datos para obtener una suma

7 componentes de Ethernet

Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio

Ethernet a mano maacutes apropiado

Hay cuatro tipos principales de medios en uso

Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5

Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en

determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)

Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04

pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)

relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta

su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o

grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero

permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias

Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2

Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar

Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas

(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en

empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a

interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso

Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)

sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero

requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino

tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se

utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos

Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T

Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla

adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes

frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco

mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo

del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su

costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con

plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin

embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias

electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado

con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps

Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-

repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las

aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o

10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las

situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una

preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes

cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica

La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de

longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que

de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre

Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que

seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se

puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten

Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la

flexibilidad de la tecnologiacutea

Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet

Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de

paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation

Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE

liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha

vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan

Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el

disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene

aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una

resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir

la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas

Figura 1

El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura

1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes

electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras

que se comunican en la red

La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un

dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un

transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del

cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre

un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada

en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro

del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se

corte y se inserte una lsquoTrsquo

Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un

transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio

del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador

anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta

madre) y se conecta con el transceptor

Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra

fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las

sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite

la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute

en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato

digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el

transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente

llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la

potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la

operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o

recibiendo

Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las

intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema

operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta

instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la

transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido

finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple

dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede

contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria

de la computadora y el cable ether)

En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de

una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e

instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura

2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante

Figura 2

Capacidad de las redes Ethernet

El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden

transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una

computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red

no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar

datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico

total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y

pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace

posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa

que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por

ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o

muchas computadoras que generan cargas ligeras

La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE

8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo

suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles

Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El

propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red

sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una

longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo

el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama

La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se

encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que

es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser

transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por

un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se

encuentran en el campo da datos

La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de

direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023

permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite

solo direcciones de 6 Bytes

El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE

8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet

Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de

los cables utilizados

10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet

10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet

10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una

velocidad de 10 Mbps

100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica

multimodo (la F es por Fiber)

100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)

1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad

de 1 gigabite por segundo

1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S

es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)

1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L

es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)

Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado

Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del

nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran

aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de

legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces

de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor

adaptacioacuten y transicioacuten

Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos

Velocidad de transmisioacuten

- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea

Tipo de cable

- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea

Longitud maacutexima

- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones

repetidoras)

Topologiacutea

- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados

con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o

switches (estrella conmutada)

A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes

importantes

Tecnologiacuteas Ethernet

Tecnologiacutea

Velocidad de

transmisioacuten Tipo de cable

Distancia

maacutexima Topologiacutea

10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)

10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m

Estrella (Hub o

Switch)

10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o

Switch)

100BaseT4 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 3UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseTX 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 5UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m

No permite el uso de

hubs

1000BaseT 1000Mbps

4 pares trenzado

(categoriacutea 5e oacute

6UTP ) 100 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseSX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(multimodo) 550 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseLX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(monomodo) 5000 m

Estrella Full Duplex

(switch)

10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los

estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad

nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet

El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y

WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en

una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023

Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten

8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN

PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se

puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103

Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas

Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c

10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre

cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo

del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica

multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)

10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand

4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un

router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance

10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre

240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra

mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm

10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra

mono-modo (usando 1310nm)

10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre

fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido

interfaces enchufables de hasta 80-km

10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625

microm

10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado

para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera

SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-

ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas

distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)

Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado

principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin

embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par

trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada

para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-

duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex

Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes

Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802

10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten

comercial

La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las

especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para

Ethernet de 100 Mbps

Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes

apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios

productos en el mercado

Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones

1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de

sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la

transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado

100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como

veremos a continuacioacuten)

Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue

utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que

puede seguir usando los mismos cables de par trenzado

2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por

otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)

y que se denominoacute 100BaseVG

Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea

3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable

consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda

3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten

denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito

4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente

sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet

utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es

lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)

VELOCIDAD

En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea

circulan a la velocidad de 10 Mbps

Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades

superiores tanto de 20 como de 100 Mbps

Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes

de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios

usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-

Windows

De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que

actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 3: Trabajo Ethernet

que luego fue XNS (Xerox Network System) antecesor a su vez de IPX (Netware de

Novell)

En vez de utilizar el cable coaxial de 75 W de las redes de televisioacuten por cable se optoacute

por emplear cable de 50 W que produciacutea menos reflexiones de la sentildeal a las cuales

Ethernet era muy sensible por transmitir la sentildeal en banda base (es decir sin

modulacioacuten) Las reflexiones se produciacutean en cada empalme del cable y en cada pincho

vampiro (transceiver) En la praacutectica el nuacutemero maacuteximo de pinchos vampiro y por

tanto el nuacutemero maacuteximo de estaciones en un segmento de cable coaxial veniacutea limitado

por la maacutexima intensidad de sentildeal reflejada tolerable

En 1975 Metcalfe y Boggs describieron Ethernet en un artiacuteculo que enviaron a

Communications of the ACM (Association for Computing Machinery) publicado en

1976 En eacutel ya describiacutean el uso de repetidores par aumentar el alcance de la red En

1977 Metcalfe Boggs y otros dos ingenieros de Xerox recibieron una patente por la

tecnologiacutea baacutesica de Ethernet y en 1978 Metcalfe y Boggs recibieron otra por el

repetidor En esta eacutepoca todo el sistema Ethernet era propietario de Xerox

Aunque no relacionado con Ethernet merece la pena mencionar que David Boggs

construyoacute en 1975 en el Xerox PARC el primer router y el primer servidor de nombres de

la Internet

1 Ethernet

Es el nombre de una tecnologiacutea de redes de computadoras de aacuterea local (LANs)

basada en tramas de datos El nombre viene del concepto fiacutesico de ether

Ethernet se refiere a las redes de aacuterea local y dispositivos que fue definida por el

Instituto para los Ingenieros Eleacutectricos y Electroacutenicos (IEEE) bajo el estaacutendar IEEE 8023

que define el protocolo CSMACD

Ethernet es la capa fiacutesica maacutes popular de la tecnologiacutea LAN usada actualmente y

fue desarrollada principalmente por las empresas XEROX Intel y Digital Equipment

Company (DIX)

Ethernet es popular porque permite un buen equilibrio entre velocidad costo y

facilidad de instalacioacuten Estos puntos fuertes combinados con la amplia aceptacioacuten en el

mercado y la habilidad de soportar virtualmente todos los protocolos de red populares

hacen a Ethernet la tecnologiacutea ideal para la red de la mayoriacutea de los usuarios de la

informaacutetica actual Esta se utiliza actualmente para aproximadamente 85 de las PC LAN-

conectadas y de los sitios de trabajo del mundo porque su protocolo tiene las

caracteriacutesticas siguientes

Es faacutecil de entender de poner en ejecucioacuten de manejar y de mantener

Permite las puestas en praacutectica baratas de la red

Proporciona la flexibilidad topoloacutegica extensa para la instalacioacuten de la red

Garantiza la interconexioacuten y la operacioacuten acertadas de productos estaacutendar-

obedientes sin importar fabricante

2 Codificacioacuten de Manchester Definicioacuten y caracteriacutesticas maacutes relevantes

La codificacioacuten Manchester tambieacuten denominada codificacioacuten bifase-L es un meacutetodo de

codificacioacuten eleacutectrica de una sentildeal binaria en el que en cada tiempo de bit hay una

transicioacuten entre dos niveles de sentildeal Es una codificacioacuten auto sincronizada ya que en

cada bit se puede obtener la sentildeal de reloj lo que hace posible una sincronizacioacuten precisa

del flujo de datos Una desventaja es que consume el doble de ancho de banda que una

transmisioacuten asiacutencrona

Ejemplo de codificacioacuten Manchester de acuerdo con las convenciones ethernet

Los coacutedigos Manchester tienen una transicioacuten en la mitad del periodo de cada bit Cuando

se tienen bits iguales y consecutivos se produce una transicioacuten al inicio del segundo bit la

cual no es tenida en cuenta por el receptor al momento de decodificar solo las

transiciones separadas uniformemente en el tiempo son las que son consideradas por el

receptor Hay algunas transiciones que no ocurren a mitad de bit Estas transiciones no

llevan informacioacuten uacutetil y solo se usan para colocar la sentildeal en el siguiente estado donde se

llevaraacute a cabo la siguiente transicioacuten Aunque esto permite a la sentildeal auto-sincronizarse

en realidad lo que hace es doblar el requerimiento de ancho de banda en comparacioacuten

con otros coacutedigos como por ejemplo los Coacutedigos NRZ

En la codificacioacuten Manchester cada periacuteodo de un bit se divide en dos intervalos iguales

Un bit binario de valor 1 se transmite con valor de tensioacuten alto en el primer intervalo y un

valor bajo en el segundo Un bit 0 se enviacutea al contrario es decir una tensioacuten baja seguida

de un nivel de tensioacuten alto

Este esquema asegura que todos los bits presentan una transicioacuten en la parte media

proporcionando asiacute un excelente sincronismo entre el receptor y el transmisor Una

desventaja de este tipo de transmisioacuten es que se necesita el doble del ancho de banda

para la misma informacioacuten que el meacutetodo convencional

La codificacioacuten diferencial Manchester es una variacioacuten puesto que en ella un bit de

valor 1 se indica por la ausencia de transicioacuten al inicio del intervalo mientras que un bit 0

se indica por la presencia de una transicioacuten en el inicio existiendo siempre una transicioacuten

en el centro del intervalo El esquema diferencial requiere un equipo maacutes sofisticado pero

ofrece una mayor inmunidad al ruido El Manchester Diferencial tiene como ventajas

adicionales las derivadas de la utilizacioacuten de una aproximacioacuten diferencial

Todas las teacutecnicas bifase fuerzan al menos una transicioacuten por cada bit pudiendo tener

hasta dos en ese mismos periodo Por tanto la maacutexima velocidad de modulacioacuten es el

doble que en los NRZ esto significa que el ancho de bandoa necesario es mayor No

obstante los esquemas bifase tienes varias ventajas

raquo Sincronizacioacuten debido a la transicioacuten que siempre ocurre durante el intervalo de

duracioacuten correspondiente a un bit el receptor puede sincronizarse usando dicha

transicioacuten Debido a esta caracteriacutestica los coacutedigos bifase se denominan auto-

sincronizados

raquo No tienen componente en continua

raquo Deteccioacuten de errores se pueden detectar errores si se detecta una ausencia de la

transicioacuten esperada en la mitad del intervalo Para que el ruido produjera un error no

detectado tendriacutea que intervenir la sentildeal antes y despueacutes de la transicioacuten

Los coacutedigos bifase se usan con frecuencia en los esquemas de transmisioacuten de datos

Unos de los maacutes conocidos es el coacutedigo Manchestes que se ha elegido como parte de la

especificacioacuten de la normalizacioacuten IEEE 8023 para la transmisioacuten en redes LAN con un bus

CSMACD usando cable coaxial en banda base o par trenzado El Manchester Diferencial

se ha elegido en la normalizacioacuten IEEE 8025 para redes LAN en anillo con paso de testigo

en las que se usan pares trenzados apantallados

8 Arquitectura de Ethernet

Los elementos de una red Ethernet son los nodos de red y el medio de interconexioacuten Los

nodos de red pueden clasificarse en dos grandes grupos Equipo Terminal de Datos (DTE) y

Equipo de Comunicacioacuten de Datos (DCE) Los DTE son dispositivos de red que generan o

que son el destino de los datos como las PCs las estaciones de trabajo los servidores de

archivos los servidores de impresioacuten todos son parte del grupo de las estaciones finales

Los DCE son los dispositivos de red intermediarios que reciben y retransmiten las tramas

dentro de la red pueden ser ruteadores conmutadores (switch) concentradores (hub)

repetidores o interfaces de comunicacioacuten ej un moacutedem o una tarjeta de interface

NIC o Tarjeta de Interfaz de Red|Adaptador - permite que una computadora acceda a

una red local Cada tarjeta tiene una uacutenica direccioacuten MAC que la identifica en la red

Una computadora conectada a una red se denomina nodo

Repetidor o repeater - aumenta el alcance de una conexioacuten fiacutesica recibiendo las

sentildeales y retransmitieacutendolas para evitar su degradacioacuten a traveacutes del medio de

transmisioacuten lograacutendose un alcance mayor Usualmente se usa para unir dos aacutereas

locales de igual tecnologiacutea y soacutelo tiene dos puertos Opera en la capa fiacutesica del modelo

OSI

Concentrador o hub - funciona como un repetidor pero permite la interconexioacuten de

muacuteltiples nodos Su funcionamiento es relativamente simple pues recibe una trama de

ethernet por uno de sus puertos y la repite por todos sus puertos restantes sin

ejecutar ninguacuten proceso sobre las mismas Opera en la capa fiacutesica del modelo OSI

Puente o bridge - interconecta segmentos de red haciendo el cambio de frames

(tramas) entre las redes de acuerdo con una tabla de direcciones que le dice en queacute

segmento estaacute ubicada una direccioacuten MAC dada

Conexiones en un switch Ethernet

Conmutador o Switch - funciona como el bridge pero permite la interconexioacuten de

muacuteltiples segmentos de red funciona en velocidades maacutes raacutepidas y es maacutes sofisticado

Los switches pueden tener otras funcionalidades como redes virtuales y permiten su

configuracioacuten a traveacutes de la propia red Funciona baacutesicamente en la capa fiacutesica y sirve

como enlace de datos del modelo OSI Por esto son capaces de procesar informacioacuten

de las tramas su funcionalidad maacutes importante es en las tablas de direccioacuten Por ej

una computadora conectada al puerto 1 del conmutador enviacutea una trama a otra

computadora conectada al puerto 2 el switch recibe la trama y la transmite a todos

sus puertos excepto aquel por donde la recibioacute la computadora 2 recibiraacute el mensaje

y eventualmente lo responderaacute generando traacutefico en el sentido contrario ahora el

switch conoceraacute las direcciones MAC de las computadoras en el puerto 1 y 2 cuando

reciba otra trama con direccioacuten de destino de alguna de ellas soacutelo transmitiraacute la trama

a dicho puerto disminuyendo asiacute el traacutefico de la red y contribuyendo al buen

funcionamiento de la misma

Arquitectura (estructura loacutegica)

La arquitectura Ethernet puede definirse como una red de conmutacioacuten de paquetes de

acceso muacuteltiple (medio compartido) y difusioacuten amplia (Broadcast) que utiliza un medio

pasivo y sin ninguacuten control central Proporciona deteccioacuten de errores pero no

correccioacuten El acceso al medio (de transmisioacuten) estaacute gobernado desde las propias

estaciones mediante un esquema de arbitraje estadiacutestico

Los paquetes de datos transmitidos alcanzan a todas las estaciones (difusioacuten amplia)

siendo cada estacioacuten responsable de reconocer la direccioacuten contenida en cada paquete y

aceptar los que sean dirigidos a ella [3]

Ethernet realiza varias funciones que incluyen empaquetado y desempaquetado de los

datagramas manejo del enlace codificacioacuten y decodificacioacuten de datos y acceso al canal

El manejador del enlace es responsable de vigilar el mecanismo de colisiones escuchando

hasta que el medio de transmisioacuten estaacute libre antes de iniciar una transmisioacuten (solo un

usuario utiliza la transmisioacuten cada vez -Banda base-) El manejo de colisiones se realiza

deteniendo la transmisioacuten y esperando un cierto tiempo antes de intentarla de nuevo

Existe un mecanismo por el que se enviacutean paquetes a intervalos no estaacutendar lo que evita

que otras estaciones puedan comunicar Es lo que se denomina captura del canal

Funciones de la Arquitectura Ethernet

Encapsulacion de datos

Formacioacuten de la trama estableciendo la delimitacioacuten correspondiente

Direccionamiento del nodo fuente y destino

Deteccioacuten de errores en el canal de transmisioacuten

Manejo de Enlace

Asignacioacuten de canal

Resolucioacuten de contencioacuten manejando colisiones

Codificacioacuten de los Datos

Generacioacuten y extraccioacuten del preaacutembulo para fines de sincronizacioacuten

Codificacioacuten y decodificacioacuten de bits

Acceso al Canal

Transmisioacuten Recepcioacuten de los bits codificados

Sensibilidad de portadora indicando trafico sobre el canal

Deteccioacuten de colisiones indicando contencioacuten sobre el canal

Formato de Trama

En una red ethernet cada elemento del sistema tiene una direccioacuten uacutenica de 48

bits y la informacioacuten es transmitida serialmente en grupos de bits denominados

tramas Las tramas incluyen los datos a ser enviados la direccioacuten de la estacioacuten

que debe recibirlos y la direccioacuten de la estacioacuten que los transmite

Cada interface ethernet monitorea el medio de transmisioacuten antes de una

transmisioacuten para asegurar que no esteacute en uso y durante la transmisioacuten para

detectar cualquier interferencia

En caso de alguna interferencia durante la transmisioacuten las tramas son enviadas

nuevamente cuando el medio esteacute disponible Para recibir los datos cada estacioacuten

reconoce su propia direccioacuten y acepta las tramas con esa direccioacuten mientras ignora

las demaacutes

El tamantildeo de trama permitido sin incluir el preaacutembulo puede ser desde 64 a 1518

octetos Las tramas fuera de este rango son consideradas invalidas

Campos que Componen la Trama

El preaacutembulo Inicia o encabeza la trama con ocho octetos formando un patroacuten de 1010

que termina en 10101011 Este campo provee sincronizacioacuten y marca el limite de trama

Direccioacuten destino Sigue al preaacutembulo o identifica la estacioacuten destino que debe recibir la

trama mediante seis octetos que pueden definir una direccioacuten de nivel fiacutesico o muacuteltiples

direcciones lo cual es determinado mediante el bit de menos significacioacuten del primer byte

de este campo Para una direccioacuten de nivel fiacutesico este es puesto en 0 loacutegico y la misma es

uacutenica a traveacutes de toda la red ethernet Una direccioacuten muacuteltiple puede ser dirigida a un

grupo de estaciones o a todas las estaciones y tiene el bit de menos significacioacuten en 1

loacutegico Para direccionar todas las estaciones de la red todos los bits del campo de

direccioacuten destino se ponen en 1 lo cual ofrece la combinacioacuten FFFFFFFFFFFFH

Direccioacuten fuente Este campo sigue al anterior Compuesto tambieacuten por seis octetos que

identifican la estacioacuten que origina la trama

Los campos de direccioacuten son ademaacutes subdivididos Los primeros tres octetos son

asignados a un fabricante y los tres octetos siguientes son asignados por el fabricante La

tarjeta de red podriacutea venir defectuosa pero la direccioacuten del nodo debe permanecer

consistente El chip de memoria ROM que contiene la direccioacuten original puede ser

removido de una tarjeta vieja para ser insertado en una nueva tarjeta o la direccioacuten

puede ser puesta en un registro mediante el disco de diagnostico de la tarjeta de

interfaces de red (NIC) Cualquiera que sea el meacutetodo utilizado se deber ser cuidadoso

para evitar alteracioacuten alguna en la administracioacuten de la red

Tipo Este es un campo de dos octetos que siguen al campo de direccioacuten fuente y

especifican el protocolo de alto nivel utilizado en el campo de datos Algunos tipos serian

0800H para TCPIP y 0600H para XNS

Campo de dato Contiene los datos de informacioacuten y es el uacutenico que tiene una longitud de

bytes variable que puede oscilar de un miacutenimo de 46 bytes a un maacuteximo de 1500 El

contenido de ese campo es completamente arbitrario y es determinado por el protocolo

de alto nivel usado

Frame Check Secuence Este viene a ser el ultimo campo de la trama compuesto por 32

bits que son usados por la verificacioacuten de errores en la transmisioacuten mediante el meacutetodo

CRC considerando los campo de direccioacuten tipo y de dato

Caracteriacutesticas

La codificacioacuten Manchester provee una forma simple de codificar secuencias de

bits incluso cuando hay largas secuencias de periodos sin transiciones de nivel que

puedan significar la peacuterdida de sincronizacioacuten o incluso errores en las secuencias

de bits

Este tipo de codificacioacuten nos asegura que la componente continua de las sentildeales es

cero si se emplean valores positivos y negativos

La codificacioacuten Manchester es una forma de codificacioacuten altamente fiable

El requerimiento del ancho de banda para la codificacioacuten Manchester es el doble

comparado en las comunicaciones asiacutencronas y el espectro de la sentildeal es

considerablemente mas ancho

Definicioacuten

El estaacutendar IEEE 8023 especifica el meacutetodo de control del medio (MAC) denominado The

physical layer and the Data Link layer standardized by IEEE 8023 are intended to

correspond closely to the lowest layers of the ISO Model for Open Systems

Interconnection (see ) [3]CSMACD siglas que corresponden a Carrier Sense Multiple

Access with Collision Deteccioacuten (en espantildeol Meacutetodo de acceso Muacuteltiple por Deteccioacuten de

Portadora con Deteccioacuten de Colisiones) es una teacutecnica usada en redes Ethernet para

mejorar sus prestaciones Anteriormente a esta teacutecnica se usaron las de Aloha puro (El

protocolo ALOHA es un protocolo del nivel de enlace de datos para redes de aacuterea local con

topologiacutea de difusioacutenLa primera versioacuten del protocolo era baacutesica

Si tienes datos que enviar enviacutealos

Si el mensaje colisiona con otra transmisioacuten intenta reenviarlos maacutes tarde)

Tambien usaron el Aloha ranurado (con la uacutenica diferencia de que las estaciones soacutelo

pueden transmitir en unos determinados instantes de tiempo o slotspero ambas

presentaban muy bajas prestaciones Por eso aparecioacute en primer lugar la teacutecnica

CSMA (el escuchar el medio para saber si existe presencia de portadora en los

momentos en los que se ocupa el canal

El fin es evitar colisiones es decir que dos host hablen al mismo tiempo Por otro lado

define el procedimento que estos dos host deben seguir si llegasen a usar el mismo

medio de forma simultaacutenea)

CSMACD sucede cuando se utiliza un medio de acceso muacuteltiple y que la estacioacuten que

desea emitir previamente escucha el canal antes de emitir Lo cual es el protocolo de

sentildeal eleacutectrica

TIPOS DE PROTOCOLOS CON DETECCIOacuteN DE PORTADORA

En los mecanismos de acceso al medio con deteccioacuten de portadora como los CSMA

(Carrier Sense Multiple Access) el control de acceso al medio de transmisioacuten se distribuye

completamente entre todas las estaciones Una estacioacuten que quiere transmitir escucha la

liacutenea para detectar si otra estaacute transmitiendo Si el canal estaacute vaciacuteo la estacioacuten transmite

pero si estaacute ocupado debe esperar un cierto tiempo antes de intentarlo de nuevo Hay tres

algoritmos para determinar cuando se vuelve a intentar la transmisioacuten tras encontrar

ocupado el canal

CSMA 1-PERSISTENTE

CSMA NO PERSISTENTE

CSMA P-PERSISTENTE

CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN

CSMA 1-PERSISTENTE

El protocolo CSMA 1-persistente funciona de la siguiente forma cuando tiene que

transmitir un frame primero escucha el canal y si estaacute libre enviacutea el frame caso contrario

espera a que se libere y en ese momento lo enviacutea Se denomina CSMA 1-persistente

porque existe la probabilidad 1 es decir certeza de que el frame se transmitiraacute cuando el

canal esteacute libre En una situacioacuten real con alto traacutefico es muy posible que cuando un nodo

termine de transmitir existan varios esperando enviar sus datos y con CSMA 1-persistente

todos los frames seraacuten emitidos a la vez y colisionaraacuten pudieacutendose repetir el proceso

varias veces con la consiguiente degradacioacuten del rendimiento Una colisioacuten ocurriraacute

aunque no empiecen a transmitir exactamente a la vez basta simplemente con que dos

nodos empiecen a transmitir con una diferencia de tiempos menor que la distancia que los

separa ya que en tal caso ambos detectaraacuten el canal libre en el momento de iniciar la

transmisioacuten Se deduce entonces que en este tipo de redes el retardo de propagacioacuten de

la sentildeal puede tener un efecto importante en el rendimiento El rendimiento obtenido con

este protocolo puede llegar al 55 con un grado de ocupacioacuten del 100

CSMA NO PERSISTENTE

Antes de enviar se escucha el canal si el canal estaacute libre se transmite el frame Si estaacute

ocupado en vez de quedarse escuchando se espera un tiempo aleatorio que viene dado

por un algoritmo llamado de backoff despueacutes del cual se repite el proceso El protocolo

tiene una menor eficiencia que CSMA 1-persistente para traacuteficos moderados pues

introduce una mayor latencia sin embargo se comporta mejor en situaciones de traacutefico

intenso ya que evita las colisiones producidas por las estaciones que se encuentran a la

espera de que termine la transmisioacuten de un frame en un momento dado

CSMA P-PERSISTENTE

Utiliza intervalos de tiempo y funciona de la siguiente manera cuando el nodo tiene

algo que enviar primero escucha el canal si estaacute ocupado espera un tiempo aleatorio

Cuando el canal estaacute libre se selecciona un nuacutemero aleatorio con distribucioacuten uniforme

entre 0 y 1 si el nuacutemero es menor que p el frame es transmitido En caso contrario se

espera el siguiente slot de tiempo para transmitir y repite el algoritmo hasta que el frame

es transmitido o bien otro nodo utiliza en canal en cuyo caso se espera un tiempo

aleatorio y empieza de nuevo el proceso desde el principio La eficiencia del protocolo es

en general superior a la de CSMA 1-persistente y CSMA no persistente

CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN

Un problema con los protocolos anteriores es que una vez se ha empezado a transmitir

un frame se sigue transmitiendo auacuten cuando se detecte una colisioacuten Como es maacutes

eficiente dejar de transmitir y esperar un tiempo aleatorio para volver a hacerlo los

protocolos de acceso muacuteltiple por deteccioacuten de portadora con deteccioacuten de colisiones o

CSMACD implementan esta mejora

Estados de

una red CSMACD

En una red CSMACD la uacutenica circunstancia en la que puede producirse una colisioacuten es

cuando dos hosts empiezan a transmitir a la vez o con una diferencia de tiempo lo

bastante pequentildea como para que la sentildeal de uno no haya podido llegar al otro antes de

que eacuteste empiece a transmitir En palabras simples el nodo no alcanzoacute a escuchar que

otro nodo ya comenzoacute la transmisioacuten producto del retardo de propagacioacuten de la sentildeal

A este periodo de tiempo se le llama PERIODO DE CONTIENDA y corresponde a uno de

los tres posibles estados que tiene una red CSMACD los otros dos estados son los de

transmisioacuten y estado libre

Deteccioacuten de portadora

La deteccioacuten de portadora es utilizada para escuchar al medio (la portadora) para ver si se

encuentra libre Si la portadora se encuentra libre los datos son pasados a la capa fiacutesica

para su transmisioacuten Si la portadora estaacute ocupada se monitorea hasta que se libere

Deteccioacuten de colisiones

Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten

Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto

ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten

La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se

enteren de que ha ocurrido una colisioacuten

Caracteriacutesticas de CSMACD

1 El primer paso a la hora de transmitir seraacute saber si el medio estaacute libre Para eso

escuchamos lo que dicen los demaacutes Si el medio esta tranquilo (ninguna otra estacioacuten esta

transmitiendo) se enviacutea la transmisioacuten

2 Cuando dos o maacutes estaciones tienen mensajes para enviar es posible que transmitan casi

en el mismo instante resultando en una colisioacuten en la red

3 Cuando se produce una colisioacuten todas las estaciones receptoras ignoran la transmisioacuten

confusa

4 Si un dispositivo de transmisioacuten detecta una colisioacuten enviacutea una sentildeal de expansioacuten para

notificar a todos los dispositivos conectados que ha ocurrido una colisioacutendenominada

jamming

5 Las estaciones transmisoras detienen sus transmisiones tan pronto como detectan la

colisioacuten

6 Despueacutes de una colisioacuten (Los host que intervienen en la colisioacuten invocan un algoritmo de

postergacioacuten que genera un tiempo aleatorio) las estaciones esperan un tiempo aleatorio

(tiempo de backoff) para volver a transmitir una trama

En el meacutetodo de acceso CSMACD los dispositivos de red que tienen datos para transmitir

funcionan en el modo escuchar antes de transmitir Esto significa que cuando un nodo

desea enviar datos primero debe determinar si los medios de red estaacuten ocupados o no

En redes inalaacutembricas resulta a veces complicado llevar a cabo el primer paso (escuchar al

medio para determinar si estaacute libre o no) Por este motivo surgen dos problemas que

pueden ser detectados

1 Problema del nodo oculto la estacioacuten cree que el medio estaacute libre cuando en

realidad no lo estaacute pues estaacute siendo utilizado por otro nodo al que la estacioacuten no

oye

2 Problema del nodo expuesto la estacioacuten cree que el medio estaacute ocupado

cuando en realidad lo estaacute ocupando otro nodo que no interfeririacutea en su

transmisioacuten a otro destino

Para resolver estos problemas la IEEE 80211 propone MACA (MultiAccess Collision

Avoidance ndash Evitacioacuten de Colisioacuten por Acceso Muacuteltiple)

CSMA CD Meacutetodo de acceso capacidades funcionales

El siguiente resumen muestra una referencia raacutepida de las

capacidades funcionales de CSMA CD sublayer MAC

En el marco de la transmisioacuten

aceptar los datos de la LLC sublayer y construir un marco

Presentar una serie de bits de datos a la capa fiacutesica para la

transmisioacuten en el medio

En el marco de la recepcioacuten

recibir una serie de bits de datos a partir de la capa fiacutesica

presentar a la LLC (enlace logico de control)sublayer marcos

aplazar el enviacuteo de un flujo de bits de serie cada vez que el

soporte fiacutesico estaacute ocupado

FCS adecuado antildeadir valor a los marcos de salida y verificar la

alineacioacuten completa octeto frontera

controles de los marcos de errores de transmisioacuten por medio

de FCS y verifica la alineacioacuten octeto frontera

retrasar la transmisioacuten de bits de marco para el intervalo

entre periacuteodo especificado

detener la transmisioacuten cuando se detecte colisioacuten

se garantiza la propagacioacuten en toda la red mediante el enviacuteo

de mensaje de atasco

descartar la transmisioacuten que se recibieron menos de una

longitud miacutenima

TRAMA DE TRANSMICION CSMACD

Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con

un indicador de sentildeal de comienzo de la trama

El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito

de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de

transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el

direccionamiento

El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten

Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas

El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos

emisor y receptor

El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos

Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener

una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y

destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada

El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten

dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es

conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de

multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es

Conocida como direccioacuten de difusioacuten

La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten

El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a

continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los

casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)

El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud

variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes

Un campo pad o campo de relleno es usado para asegurar que la trama alcance la

longitud miacutenima requerida Una trama debe contener miacutenimo un nuacutemero de bytes

para que las estaciones puedan detectar las colisiones con precisioacuten

Una secuencia de chequeo de trama es utilizada como mecanismo de control de

errores

Cuando el dispositivo emisor ensambla la trama realiza un caacutelculo en los bits de la

trama El algoritmo usado para realizar este caacutelculo siempre genera como salida un

valor de 4 bytes El dispositivo emisor almacena este valor en el campo de chequeo

de secuencia de la trama

Cuando el receptor recibe la trama realiza el mismo caacutelculo y compara el resultado

con el del campo de chequeo de secuencia de la trama Si los dos valores

coinciden la transmisioacuten se asume como correcta Si los dos valores son

diferentes el dispositivo de destino solicita una retransmisioacuten de la trama

ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS

La funcioacuten de encapsulacioacuten y desencapsulacioacuten de datos es llevada a cabo por la subcapa

MAC Este proceso es responsable de las funciones de direccionamiento y del chequeo de

errores

ENCAPSULADO

El encapsulado es realizado por la estacioacuten emisora El encapsulado es el acto de agregar

informacioacuten direcciones y bytes para el control de errores al comienzo y al final de la

unidad de datos transmitidos Esto es realizado luego que los datos son recibidos por la

Subcapa de control de enlace loacutegico (LLC) La informacioacuten antildeadida es necesaria para

realizar las siguientes tareas

Sincronizar la estacioacuten receptora con la sentildeal

Indicar el comienzo y el fin de la trama

Identificar las direcciones tanto de la estacioacuten emisora como la receptora

Detectar errores en la transmisioacuten

Ejemplo ENCAPSULADO DE DATOS EN EL MODELO DE REFERENCIA OSI

Lo que sigue es una descripcioacuten del proceso de encapsulado de datos en una pila de

protocolo en nuestro caso TCPIP

Las capas del modelo osi se comunican entre siacute utilizando las PDU (protocol data unit) que

especifican que informacioacuten debe agregarse como encabezado o final de los datos que

ingresan a la capa Analizamos el paso de los datos por las 4 uacuteltimas capas del modelo

( transporte red enlace de datos fiacutesica)

Cuando los datos bajan de la capa sesioacuten la PDU de la capa de transporte exige el

agregado del encabezado de protocolo TCP La capa siguiente agrega el encabezado IP Al

bajar a la capa de Enlace el encabezado que se agrega depende de la implementacioacuten de

Ethernet que se esteacute utilizando Si la implementacioacuten es ETHERNET II se agrega solamente

un encabezado MAC si la implementacioacuten es IEEE 8023 8022 se agregan 2

encabezados LLC de la subcapa superior (Logical Link Control) y MAC (Media Access

Control) de la subcapa inferior para luego pasar a la capa Fiacutesica convertido en sentildeales

eleacutectricas

DESENCAPSULADO

El desencapsulado es realizado por la estacioacuten receptora Cuando es recibida una trama la

estacioacuten receptora es responsable de realizar las siguientes tareas

Reconocer la direccioacuten de destino y determinar si coincide con su propia direccioacuten

Realizar la verificacioacuten de errores

Remover la informacioacuten de control que fue antildeadida por la funcioacuten de encapsulado

de datos en la estacioacuten emisora

ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO

La funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es realizada por la subcapa MAC

En la estacioacuten emisora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable de

determinar si el canal de comunicacioacuten se encuentra disponible Si el canal se encuentra

disponible puede iniciarse la transmisioacuten de datos

Adicionalote la funcioacuten de administracioacuten es responsable de determinar que accioacuten

deberaacute tomarse en caso de detectarse una colisioacuten y cuando intentaraacute retransmitir

En la estacioacuten receptora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable

de realizar las comprobaciones de validacioacuten en la trama antes de pasarla a la funcioacuten de

desencapsulado

CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS

La funcioacuten de codificacioacutendecodificacioacuten es realizada en la capa fiacutesica Esta funcioacuten es

responsable de obtener la forma eleacutectrica u oacuteptica de los datos que se van a transmitir en

el medio

La codificacioacuten de datos es realizada por la estacioacuten emisora Esta es responsable de

traducir los bits a sus correspondientes sentildeales eleacutectricas u oacutepticas para ser trasladadas a

traveacutes del medio Adicionalmente esta funcioacuten es responsable de escuchar el medio y

notificar al la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio si el medio se encuentra libre

ocupado o se ha detectado una colisioacuten

veremos algunas teacutecnicas para codificar datos en sentildeales digitales Recordemos que una

sentildeal digital es una secuencia de niveles de tensioacuten discretos cada uno de ellos es un

elemento de la sentildeal Las teacutecnicas de codificacioacuten convierten cada bit de datos 0 o 1 en

elementos de sentildeal buscando ciertas ventajas o caracteriacutestica de la misma

iquestQueacute es lo que buscamos cuando queremos transmitir Pues de normal que la velocidad

de transmisioacuten sea elevada y que el nuacutemero de errores pequentildeo Pero tambieacuten que el

medio que utilicemos sea barato Por desgracia todo a la vez es imposible canales con

mayor ancho de banda aumentaraacuten la velocidad de transmisioacuten y si estaacuten bien

apantallados podraacuten transmitir a grandes distancias sin apenas ruido iexclpero eso es muy

caro iquestDe queacute manera puede ayudar la forma de la sentildeal

(Un poco maacutes de

vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten

soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos

lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas

Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama

transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos

La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la

traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits

TRAMA DE TRANSMICION CSMACD

Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con

un indicador de sentildeal de comienzo de la trama

El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito

de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de

transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el

direccionamiento

El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten

Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas

El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos

emisor y receptor

El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos

El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits

10101011

Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener

una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y

destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada

El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten

dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es

conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de

multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es

conocida como direccioacuten de difusioacuten

La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten

El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a

continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los

casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)

El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud

variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes

4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)

Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red

Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits

transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un

nuacutemero negativo y una potencia de 10

Se calcula con la siguiente formula

BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS

Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por

ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3

actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER

se consigue tiacutepicamente en 10^ -12

VALORES DE BER TIPICOS

Ethernet 10BASE-5 lt10^-8

Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10

Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11

Fiber Channel SONETSDHlt10^-12

GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8

CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7

5 TOPOLOGIAS

Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los

diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos

especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden

interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental

que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los

diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La

topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el

nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc

Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea

1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y

cableado (los medios) en la red

2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del

medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y

transmisioacuten de tokens (Token Ring)

3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones

La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia

todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para

utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento

en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten

de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a

cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la

red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host

y el proceso se vuelve a repetir

Topologiacutea de la Red Ethernet

La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo

de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se

conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos

forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal

La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el

cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de

cableado

TOPOLOGIA EN BUS

La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo

segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la

combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta

estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y

no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo

de estaciones de la red se fija en 1024

Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media

pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es

completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la

red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet

pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que

transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros

10-BASE-5

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto

Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados

transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo

agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del

cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la

estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la

interfaz se comunica con la computadora

Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que

acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una

tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el

transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso

llevar un microprocesador para controlar las transferencias

Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores

BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC

conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces

utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es

maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es

de 185 metros

10-BASE-2

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador

Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca

un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el

conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los

extremos si este se conecta directamente a un repetidor

TOPOLOGIA EN ESTRELLA

El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que

cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese

segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en

estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a

un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una

para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El

cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado

El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la

expansioacuten de la red

CONECTOR RJ-45

Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de

ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los

pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En

algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo

se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador

sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs

utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red

10-BASE-T

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico

Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas

10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios

Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia

entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-

BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con

un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red

Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se

puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la

conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos

casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores

5 Trama de red

En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de

datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos

especialmente en el Nivel de enlace de datos

Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten

chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de

datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel

de red

Formato de la trama de Ethernet

Trama DIX

Ethernet

Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS

8 bytes 6 bytes6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes

2 oacute 4

bytes

Trama IEEE

8023

Preaacutembul

oSOF Destino Origen

Longitu

dDatos Relleno FCS

7 bytes1

byte6 bytes

6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes4 bytes

Preaacutembulo

Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y

estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo

es

10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010

Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester

representan una forma de onda perioacutedica

SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama

Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s

consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes

significativo del campo de direccioacuten MAC de destino

Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor

debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF

Direccioacuten de destino

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se

enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast

o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar

si debe aceptar el paquete

Direccioacuten de origen

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se

enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la

direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos

Tipo

Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el

paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos

interpreta este campo

Datos

Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de

valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este

campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de

niveles superiores

FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)

Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de

Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el

receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la

trama

Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama

- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica

- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y

realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un

byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios

- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de

datos para obtener una suma

7 componentes de Ethernet

Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio

Ethernet a mano maacutes apropiado

Hay cuatro tipos principales de medios en uso

Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5

Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en

determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)

Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04

pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)

relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta

su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o

grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero

permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias

Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2

Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar

Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas

(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en

empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a

interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso

Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)

sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero

requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino

tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se

utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos

Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T

Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla

adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes

frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco

mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo

del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su

costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con

plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin

embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias

electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado

con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps

Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-

repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las

aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o

10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las

situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una

preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes

cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica

La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de

longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que

de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre

Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que

seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se

puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten

Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la

flexibilidad de la tecnologiacutea

Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet

Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de

paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation

Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE

liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha

vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan

Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el

disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene

aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una

resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir

la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas

Figura 1

El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura

1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes

electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras

que se comunican en la red

La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un

dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un

transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del

cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre

un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada

en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro

del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se

corte y se inserte una lsquoTrsquo

Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un

transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio

del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador

anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta

madre) y se conecta con el transceptor

Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra

fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las

sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite

la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute

en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato

digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el

transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente

llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la

potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la

operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o

recibiendo

Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las

intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema

operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta

instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la

transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido

finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple

dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede

contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria

de la computadora y el cable ether)

En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de

una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e

instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura

2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante

Figura 2

Capacidad de las redes Ethernet

El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden

transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una

computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red

no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar

datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico

total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y

pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace

posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa

que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por

ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o

muchas computadoras que generan cargas ligeras

La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE

8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo

suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles

Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El

propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red

sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una

longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo

el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama

La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se

encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que

es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser

transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por

un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se

encuentran en el campo da datos

La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de

direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023

permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite

solo direcciones de 6 Bytes

El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE

8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet

Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de

los cables utilizados

10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet

10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet

10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una

velocidad de 10 Mbps

100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica

multimodo (la F es por Fiber)

100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)

1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad

de 1 gigabite por segundo

1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S

es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)

1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L

es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)

Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado

Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del

nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran

aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de

legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces

de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor

adaptacioacuten y transicioacuten

Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos

Velocidad de transmisioacuten

- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea

Tipo de cable

- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea

Longitud maacutexima

- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones

repetidoras)

Topologiacutea

- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados

con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o

switches (estrella conmutada)

A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes

importantes

Tecnologiacuteas Ethernet

Tecnologiacutea

Velocidad de

transmisioacuten Tipo de cable

Distancia

maacutexima Topologiacutea

10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)

10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m

Estrella (Hub o

Switch)

10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o

Switch)

100BaseT4 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 3UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseTX 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 5UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m

No permite el uso de

hubs

1000BaseT 1000Mbps

4 pares trenzado

(categoriacutea 5e oacute

6UTP ) 100 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseSX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(multimodo) 550 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseLX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(monomodo) 5000 m

Estrella Full Duplex

(switch)

10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los

estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad

nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet

El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y

WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en

una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023

Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten

8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN

PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se

puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103

Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas

Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c

10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre

cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo

del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica

multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)

10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand

4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un

router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance

10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre

240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra

mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm

10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra

mono-modo (usando 1310nm)

10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre

fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido

interfaces enchufables de hasta 80-km

10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625

microm

10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado

para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera

SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-

ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas

distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)

Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado

principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin

embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par

trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada

para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-

duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex

Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes

Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802

10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten

comercial

La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las

especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para

Ethernet de 100 Mbps

Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes

apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios

productos en el mercado

Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones

1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de

sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la

transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado

100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como

veremos a continuacioacuten)

Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue

utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que

puede seguir usando los mismos cables de par trenzado

2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por

otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)

y que se denominoacute 100BaseVG

Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea

3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable

consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda

3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten

denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito

4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente

sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet

utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es

lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)

VELOCIDAD

En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea

circulan a la velocidad de 10 Mbps

Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades

superiores tanto de 20 como de 100 Mbps

Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes

de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios

usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-

Windows

De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que

actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 4: Trabajo Ethernet

Ethernet es la capa fiacutesica maacutes popular de la tecnologiacutea LAN usada actualmente y

fue desarrollada principalmente por las empresas XEROX Intel y Digital Equipment

Company (DIX)

Ethernet es popular porque permite un buen equilibrio entre velocidad costo y

facilidad de instalacioacuten Estos puntos fuertes combinados con la amplia aceptacioacuten en el

mercado y la habilidad de soportar virtualmente todos los protocolos de red populares

hacen a Ethernet la tecnologiacutea ideal para la red de la mayoriacutea de los usuarios de la

informaacutetica actual Esta se utiliza actualmente para aproximadamente 85 de las PC LAN-

conectadas y de los sitios de trabajo del mundo porque su protocolo tiene las

caracteriacutesticas siguientes

Es faacutecil de entender de poner en ejecucioacuten de manejar y de mantener

Permite las puestas en praacutectica baratas de la red

Proporciona la flexibilidad topoloacutegica extensa para la instalacioacuten de la red

Garantiza la interconexioacuten y la operacioacuten acertadas de productos estaacutendar-

obedientes sin importar fabricante

2 Codificacioacuten de Manchester Definicioacuten y caracteriacutesticas maacutes relevantes

La codificacioacuten Manchester tambieacuten denominada codificacioacuten bifase-L es un meacutetodo de

codificacioacuten eleacutectrica de una sentildeal binaria en el que en cada tiempo de bit hay una

transicioacuten entre dos niveles de sentildeal Es una codificacioacuten auto sincronizada ya que en

cada bit se puede obtener la sentildeal de reloj lo que hace posible una sincronizacioacuten precisa

del flujo de datos Una desventaja es que consume el doble de ancho de banda que una

transmisioacuten asiacutencrona

Ejemplo de codificacioacuten Manchester de acuerdo con las convenciones ethernet

Los coacutedigos Manchester tienen una transicioacuten en la mitad del periodo de cada bit Cuando

se tienen bits iguales y consecutivos se produce una transicioacuten al inicio del segundo bit la

cual no es tenida en cuenta por el receptor al momento de decodificar solo las

transiciones separadas uniformemente en el tiempo son las que son consideradas por el

receptor Hay algunas transiciones que no ocurren a mitad de bit Estas transiciones no

llevan informacioacuten uacutetil y solo se usan para colocar la sentildeal en el siguiente estado donde se

llevaraacute a cabo la siguiente transicioacuten Aunque esto permite a la sentildeal auto-sincronizarse

en realidad lo que hace es doblar el requerimiento de ancho de banda en comparacioacuten

con otros coacutedigos como por ejemplo los Coacutedigos NRZ

En la codificacioacuten Manchester cada periacuteodo de un bit se divide en dos intervalos iguales

Un bit binario de valor 1 se transmite con valor de tensioacuten alto en el primer intervalo y un

valor bajo en el segundo Un bit 0 se enviacutea al contrario es decir una tensioacuten baja seguida

de un nivel de tensioacuten alto

Este esquema asegura que todos los bits presentan una transicioacuten en la parte media

proporcionando asiacute un excelente sincronismo entre el receptor y el transmisor Una

desventaja de este tipo de transmisioacuten es que se necesita el doble del ancho de banda

para la misma informacioacuten que el meacutetodo convencional

La codificacioacuten diferencial Manchester es una variacioacuten puesto que en ella un bit de

valor 1 se indica por la ausencia de transicioacuten al inicio del intervalo mientras que un bit 0

se indica por la presencia de una transicioacuten en el inicio existiendo siempre una transicioacuten

en el centro del intervalo El esquema diferencial requiere un equipo maacutes sofisticado pero

ofrece una mayor inmunidad al ruido El Manchester Diferencial tiene como ventajas

adicionales las derivadas de la utilizacioacuten de una aproximacioacuten diferencial

Todas las teacutecnicas bifase fuerzan al menos una transicioacuten por cada bit pudiendo tener

hasta dos en ese mismos periodo Por tanto la maacutexima velocidad de modulacioacuten es el

doble que en los NRZ esto significa que el ancho de bandoa necesario es mayor No

obstante los esquemas bifase tienes varias ventajas

raquo Sincronizacioacuten debido a la transicioacuten que siempre ocurre durante el intervalo de

duracioacuten correspondiente a un bit el receptor puede sincronizarse usando dicha

transicioacuten Debido a esta caracteriacutestica los coacutedigos bifase se denominan auto-

sincronizados

raquo No tienen componente en continua

raquo Deteccioacuten de errores se pueden detectar errores si se detecta una ausencia de la

transicioacuten esperada en la mitad del intervalo Para que el ruido produjera un error no

detectado tendriacutea que intervenir la sentildeal antes y despueacutes de la transicioacuten

Los coacutedigos bifase se usan con frecuencia en los esquemas de transmisioacuten de datos

Unos de los maacutes conocidos es el coacutedigo Manchestes que se ha elegido como parte de la

especificacioacuten de la normalizacioacuten IEEE 8023 para la transmisioacuten en redes LAN con un bus

CSMACD usando cable coaxial en banda base o par trenzado El Manchester Diferencial

se ha elegido en la normalizacioacuten IEEE 8025 para redes LAN en anillo con paso de testigo

en las que se usan pares trenzados apantallados

8 Arquitectura de Ethernet

Los elementos de una red Ethernet son los nodos de red y el medio de interconexioacuten Los

nodos de red pueden clasificarse en dos grandes grupos Equipo Terminal de Datos (DTE) y

Equipo de Comunicacioacuten de Datos (DCE) Los DTE son dispositivos de red que generan o

que son el destino de los datos como las PCs las estaciones de trabajo los servidores de

archivos los servidores de impresioacuten todos son parte del grupo de las estaciones finales

Los DCE son los dispositivos de red intermediarios que reciben y retransmiten las tramas

dentro de la red pueden ser ruteadores conmutadores (switch) concentradores (hub)

repetidores o interfaces de comunicacioacuten ej un moacutedem o una tarjeta de interface

NIC o Tarjeta de Interfaz de Red|Adaptador - permite que una computadora acceda a

una red local Cada tarjeta tiene una uacutenica direccioacuten MAC que la identifica en la red

Una computadora conectada a una red se denomina nodo

Repetidor o repeater - aumenta el alcance de una conexioacuten fiacutesica recibiendo las

sentildeales y retransmitieacutendolas para evitar su degradacioacuten a traveacutes del medio de

transmisioacuten lograacutendose un alcance mayor Usualmente se usa para unir dos aacutereas

locales de igual tecnologiacutea y soacutelo tiene dos puertos Opera en la capa fiacutesica del modelo

OSI

Concentrador o hub - funciona como un repetidor pero permite la interconexioacuten de

muacuteltiples nodos Su funcionamiento es relativamente simple pues recibe una trama de

ethernet por uno de sus puertos y la repite por todos sus puertos restantes sin

ejecutar ninguacuten proceso sobre las mismas Opera en la capa fiacutesica del modelo OSI

Puente o bridge - interconecta segmentos de red haciendo el cambio de frames

(tramas) entre las redes de acuerdo con una tabla de direcciones que le dice en queacute

segmento estaacute ubicada una direccioacuten MAC dada

Conexiones en un switch Ethernet

Conmutador o Switch - funciona como el bridge pero permite la interconexioacuten de

muacuteltiples segmentos de red funciona en velocidades maacutes raacutepidas y es maacutes sofisticado

Los switches pueden tener otras funcionalidades como redes virtuales y permiten su

configuracioacuten a traveacutes de la propia red Funciona baacutesicamente en la capa fiacutesica y sirve

como enlace de datos del modelo OSI Por esto son capaces de procesar informacioacuten

de las tramas su funcionalidad maacutes importante es en las tablas de direccioacuten Por ej

una computadora conectada al puerto 1 del conmutador enviacutea una trama a otra

computadora conectada al puerto 2 el switch recibe la trama y la transmite a todos

sus puertos excepto aquel por donde la recibioacute la computadora 2 recibiraacute el mensaje

y eventualmente lo responderaacute generando traacutefico en el sentido contrario ahora el

switch conoceraacute las direcciones MAC de las computadoras en el puerto 1 y 2 cuando

reciba otra trama con direccioacuten de destino de alguna de ellas soacutelo transmitiraacute la trama

a dicho puerto disminuyendo asiacute el traacutefico de la red y contribuyendo al buen

funcionamiento de la misma

Arquitectura (estructura loacutegica)

La arquitectura Ethernet puede definirse como una red de conmutacioacuten de paquetes de

acceso muacuteltiple (medio compartido) y difusioacuten amplia (Broadcast) que utiliza un medio

pasivo y sin ninguacuten control central Proporciona deteccioacuten de errores pero no

correccioacuten El acceso al medio (de transmisioacuten) estaacute gobernado desde las propias

estaciones mediante un esquema de arbitraje estadiacutestico

Los paquetes de datos transmitidos alcanzan a todas las estaciones (difusioacuten amplia)

siendo cada estacioacuten responsable de reconocer la direccioacuten contenida en cada paquete y

aceptar los que sean dirigidos a ella [3]

Ethernet realiza varias funciones que incluyen empaquetado y desempaquetado de los

datagramas manejo del enlace codificacioacuten y decodificacioacuten de datos y acceso al canal

El manejador del enlace es responsable de vigilar el mecanismo de colisiones escuchando

hasta que el medio de transmisioacuten estaacute libre antes de iniciar una transmisioacuten (solo un

usuario utiliza la transmisioacuten cada vez -Banda base-) El manejo de colisiones se realiza

deteniendo la transmisioacuten y esperando un cierto tiempo antes de intentarla de nuevo

Existe un mecanismo por el que se enviacutean paquetes a intervalos no estaacutendar lo que evita

que otras estaciones puedan comunicar Es lo que se denomina captura del canal

Funciones de la Arquitectura Ethernet

Encapsulacion de datos

Formacioacuten de la trama estableciendo la delimitacioacuten correspondiente

Direccionamiento del nodo fuente y destino

Deteccioacuten de errores en el canal de transmisioacuten

Manejo de Enlace

Asignacioacuten de canal

Resolucioacuten de contencioacuten manejando colisiones

Codificacioacuten de los Datos

Generacioacuten y extraccioacuten del preaacutembulo para fines de sincronizacioacuten

Codificacioacuten y decodificacioacuten de bits

Acceso al Canal

Transmisioacuten Recepcioacuten de los bits codificados

Sensibilidad de portadora indicando trafico sobre el canal

Deteccioacuten de colisiones indicando contencioacuten sobre el canal

Formato de Trama

En una red ethernet cada elemento del sistema tiene una direccioacuten uacutenica de 48

bits y la informacioacuten es transmitida serialmente en grupos de bits denominados

tramas Las tramas incluyen los datos a ser enviados la direccioacuten de la estacioacuten

que debe recibirlos y la direccioacuten de la estacioacuten que los transmite

Cada interface ethernet monitorea el medio de transmisioacuten antes de una

transmisioacuten para asegurar que no esteacute en uso y durante la transmisioacuten para

detectar cualquier interferencia

En caso de alguna interferencia durante la transmisioacuten las tramas son enviadas

nuevamente cuando el medio esteacute disponible Para recibir los datos cada estacioacuten

reconoce su propia direccioacuten y acepta las tramas con esa direccioacuten mientras ignora

las demaacutes

El tamantildeo de trama permitido sin incluir el preaacutembulo puede ser desde 64 a 1518

octetos Las tramas fuera de este rango son consideradas invalidas

Campos que Componen la Trama

El preaacutembulo Inicia o encabeza la trama con ocho octetos formando un patroacuten de 1010

que termina en 10101011 Este campo provee sincronizacioacuten y marca el limite de trama

Direccioacuten destino Sigue al preaacutembulo o identifica la estacioacuten destino que debe recibir la

trama mediante seis octetos que pueden definir una direccioacuten de nivel fiacutesico o muacuteltiples

direcciones lo cual es determinado mediante el bit de menos significacioacuten del primer byte

de este campo Para una direccioacuten de nivel fiacutesico este es puesto en 0 loacutegico y la misma es

uacutenica a traveacutes de toda la red ethernet Una direccioacuten muacuteltiple puede ser dirigida a un

grupo de estaciones o a todas las estaciones y tiene el bit de menos significacioacuten en 1

loacutegico Para direccionar todas las estaciones de la red todos los bits del campo de

direccioacuten destino se ponen en 1 lo cual ofrece la combinacioacuten FFFFFFFFFFFFH

Direccioacuten fuente Este campo sigue al anterior Compuesto tambieacuten por seis octetos que

identifican la estacioacuten que origina la trama

Los campos de direccioacuten son ademaacutes subdivididos Los primeros tres octetos son

asignados a un fabricante y los tres octetos siguientes son asignados por el fabricante La

tarjeta de red podriacutea venir defectuosa pero la direccioacuten del nodo debe permanecer

consistente El chip de memoria ROM que contiene la direccioacuten original puede ser

removido de una tarjeta vieja para ser insertado en una nueva tarjeta o la direccioacuten

puede ser puesta en un registro mediante el disco de diagnostico de la tarjeta de

interfaces de red (NIC) Cualquiera que sea el meacutetodo utilizado se deber ser cuidadoso

para evitar alteracioacuten alguna en la administracioacuten de la red

Tipo Este es un campo de dos octetos que siguen al campo de direccioacuten fuente y

especifican el protocolo de alto nivel utilizado en el campo de datos Algunos tipos serian

0800H para TCPIP y 0600H para XNS

Campo de dato Contiene los datos de informacioacuten y es el uacutenico que tiene una longitud de

bytes variable que puede oscilar de un miacutenimo de 46 bytes a un maacuteximo de 1500 El

contenido de ese campo es completamente arbitrario y es determinado por el protocolo

de alto nivel usado

Frame Check Secuence Este viene a ser el ultimo campo de la trama compuesto por 32

bits que son usados por la verificacioacuten de errores en la transmisioacuten mediante el meacutetodo

CRC considerando los campo de direccioacuten tipo y de dato

Caracteriacutesticas

La codificacioacuten Manchester provee una forma simple de codificar secuencias de

bits incluso cuando hay largas secuencias de periodos sin transiciones de nivel que

puedan significar la peacuterdida de sincronizacioacuten o incluso errores en las secuencias

de bits

Este tipo de codificacioacuten nos asegura que la componente continua de las sentildeales es

cero si se emplean valores positivos y negativos

La codificacioacuten Manchester es una forma de codificacioacuten altamente fiable

El requerimiento del ancho de banda para la codificacioacuten Manchester es el doble

comparado en las comunicaciones asiacutencronas y el espectro de la sentildeal es

considerablemente mas ancho

Definicioacuten

El estaacutendar IEEE 8023 especifica el meacutetodo de control del medio (MAC) denominado The

physical layer and the Data Link layer standardized by IEEE 8023 are intended to

correspond closely to the lowest layers of the ISO Model for Open Systems

Interconnection (see ) [3]CSMACD siglas que corresponden a Carrier Sense Multiple

Access with Collision Deteccioacuten (en espantildeol Meacutetodo de acceso Muacuteltiple por Deteccioacuten de

Portadora con Deteccioacuten de Colisiones) es una teacutecnica usada en redes Ethernet para

mejorar sus prestaciones Anteriormente a esta teacutecnica se usaron las de Aloha puro (El

protocolo ALOHA es un protocolo del nivel de enlace de datos para redes de aacuterea local con

topologiacutea de difusioacutenLa primera versioacuten del protocolo era baacutesica

Si tienes datos que enviar enviacutealos

Si el mensaje colisiona con otra transmisioacuten intenta reenviarlos maacutes tarde)

Tambien usaron el Aloha ranurado (con la uacutenica diferencia de que las estaciones soacutelo

pueden transmitir en unos determinados instantes de tiempo o slotspero ambas

presentaban muy bajas prestaciones Por eso aparecioacute en primer lugar la teacutecnica

CSMA (el escuchar el medio para saber si existe presencia de portadora en los

momentos en los que se ocupa el canal

El fin es evitar colisiones es decir que dos host hablen al mismo tiempo Por otro lado

define el procedimento que estos dos host deben seguir si llegasen a usar el mismo

medio de forma simultaacutenea)

CSMACD sucede cuando se utiliza un medio de acceso muacuteltiple y que la estacioacuten que

desea emitir previamente escucha el canal antes de emitir Lo cual es el protocolo de

sentildeal eleacutectrica

TIPOS DE PROTOCOLOS CON DETECCIOacuteN DE PORTADORA

En los mecanismos de acceso al medio con deteccioacuten de portadora como los CSMA

(Carrier Sense Multiple Access) el control de acceso al medio de transmisioacuten se distribuye

completamente entre todas las estaciones Una estacioacuten que quiere transmitir escucha la

liacutenea para detectar si otra estaacute transmitiendo Si el canal estaacute vaciacuteo la estacioacuten transmite

pero si estaacute ocupado debe esperar un cierto tiempo antes de intentarlo de nuevo Hay tres

algoritmos para determinar cuando se vuelve a intentar la transmisioacuten tras encontrar

ocupado el canal

CSMA 1-PERSISTENTE

CSMA NO PERSISTENTE

CSMA P-PERSISTENTE

CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN

CSMA 1-PERSISTENTE

El protocolo CSMA 1-persistente funciona de la siguiente forma cuando tiene que

transmitir un frame primero escucha el canal y si estaacute libre enviacutea el frame caso contrario

espera a que se libere y en ese momento lo enviacutea Se denomina CSMA 1-persistente

porque existe la probabilidad 1 es decir certeza de que el frame se transmitiraacute cuando el

canal esteacute libre En una situacioacuten real con alto traacutefico es muy posible que cuando un nodo

termine de transmitir existan varios esperando enviar sus datos y con CSMA 1-persistente

todos los frames seraacuten emitidos a la vez y colisionaraacuten pudieacutendose repetir el proceso

varias veces con la consiguiente degradacioacuten del rendimiento Una colisioacuten ocurriraacute

aunque no empiecen a transmitir exactamente a la vez basta simplemente con que dos

nodos empiecen a transmitir con una diferencia de tiempos menor que la distancia que los

separa ya que en tal caso ambos detectaraacuten el canal libre en el momento de iniciar la

transmisioacuten Se deduce entonces que en este tipo de redes el retardo de propagacioacuten de

la sentildeal puede tener un efecto importante en el rendimiento El rendimiento obtenido con

este protocolo puede llegar al 55 con un grado de ocupacioacuten del 100

CSMA NO PERSISTENTE

Antes de enviar se escucha el canal si el canal estaacute libre se transmite el frame Si estaacute

ocupado en vez de quedarse escuchando se espera un tiempo aleatorio que viene dado

por un algoritmo llamado de backoff despueacutes del cual se repite el proceso El protocolo

tiene una menor eficiencia que CSMA 1-persistente para traacuteficos moderados pues

introduce una mayor latencia sin embargo se comporta mejor en situaciones de traacutefico

intenso ya que evita las colisiones producidas por las estaciones que se encuentran a la

espera de que termine la transmisioacuten de un frame en un momento dado

CSMA P-PERSISTENTE

Utiliza intervalos de tiempo y funciona de la siguiente manera cuando el nodo tiene

algo que enviar primero escucha el canal si estaacute ocupado espera un tiempo aleatorio

Cuando el canal estaacute libre se selecciona un nuacutemero aleatorio con distribucioacuten uniforme

entre 0 y 1 si el nuacutemero es menor que p el frame es transmitido En caso contrario se

espera el siguiente slot de tiempo para transmitir y repite el algoritmo hasta que el frame

es transmitido o bien otro nodo utiliza en canal en cuyo caso se espera un tiempo

aleatorio y empieza de nuevo el proceso desde el principio La eficiencia del protocolo es

en general superior a la de CSMA 1-persistente y CSMA no persistente

CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN

Un problema con los protocolos anteriores es que una vez se ha empezado a transmitir

un frame se sigue transmitiendo auacuten cuando se detecte una colisioacuten Como es maacutes

eficiente dejar de transmitir y esperar un tiempo aleatorio para volver a hacerlo los

protocolos de acceso muacuteltiple por deteccioacuten de portadora con deteccioacuten de colisiones o

CSMACD implementan esta mejora

Estados de

una red CSMACD

En una red CSMACD la uacutenica circunstancia en la que puede producirse una colisioacuten es

cuando dos hosts empiezan a transmitir a la vez o con una diferencia de tiempo lo

bastante pequentildea como para que la sentildeal de uno no haya podido llegar al otro antes de

que eacuteste empiece a transmitir En palabras simples el nodo no alcanzoacute a escuchar que

otro nodo ya comenzoacute la transmisioacuten producto del retardo de propagacioacuten de la sentildeal

A este periodo de tiempo se le llama PERIODO DE CONTIENDA y corresponde a uno de

los tres posibles estados que tiene una red CSMACD los otros dos estados son los de

transmisioacuten y estado libre

Deteccioacuten de portadora

La deteccioacuten de portadora es utilizada para escuchar al medio (la portadora) para ver si se

encuentra libre Si la portadora se encuentra libre los datos son pasados a la capa fiacutesica

para su transmisioacuten Si la portadora estaacute ocupada se monitorea hasta que se libere

Deteccioacuten de colisiones

Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten

Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto

ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten

La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se

enteren de que ha ocurrido una colisioacuten

Caracteriacutesticas de CSMACD

1 El primer paso a la hora de transmitir seraacute saber si el medio estaacute libre Para eso

escuchamos lo que dicen los demaacutes Si el medio esta tranquilo (ninguna otra estacioacuten esta

transmitiendo) se enviacutea la transmisioacuten

2 Cuando dos o maacutes estaciones tienen mensajes para enviar es posible que transmitan casi

en el mismo instante resultando en una colisioacuten en la red

3 Cuando se produce una colisioacuten todas las estaciones receptoras ignoran la transmisioacuten

confusa

4 Si un dispositivo de transmisioacuten detecta una colisioacuten enviacutea una sentildeal de expansioacuten para

notificar a todos los dispositivos conectados que ha ocurrido una colisioacutendenominada

jamming

5 Las estaciones transmisoras detienen sus transmisiones tan pronto como detectan la

colisioacuten

6 Despueacutes de una colisioacuten (Los host que intervienen en la colisioacuten invocan un algoritmo de

postergacioacuten que genera un tiempo aleatorio) las estaciones esperan un tiempo aleatorio

(tiempo de backoff) para volver a transmitir una trama

En el meacutetodo de acceso CSMACD los dispositivos de red que tienen datos para transmitir

funcionan en el modo escuchar antes de transmitir Esto significa que cuando un nodo

desea enviar datos primero debe determinar si los medios de red estaacuten ocupados o no

En redes inalaacutembricas resulta a veces complicado llevar a cabo el primer paso (escuchar al

medio para determinar si estaacute libre o no) Por este motivo surgen dos problemas que

pueden ser detectados

1 Problema del nodo oculto la estacioacuten cree que el medio estaacute libre cuando en

realidad no lo estaacute pues estaacute siendo utilizado por otro nodo al que la estacioacuten no

oye

2 Problema del nodo expuesto la estacioacuten cree que el medio estaacute ocupado

cuando en realidad lo estaacute ocupando otro nodo que no interfeririacutea en su

transmisioacuten a otro destino

Para resolver estos problemas la IEEE 80211 propone MACA (MultiAccess Collision

Avoidance ndash Evitacioacuten de Colisioacuten por Acceso Muacuteltiple)

CSMA CD Meacutetodo de acceso capacidades funcionales

El siguiente resumen muestra una referencia raacutepida de las

capacidades funcionales de CSMA CD sublayer MAC

En el marco de la transmisioacuten

aceptar los datos de la LLC sublayer y construir un marco

Presentar una serie de bits de datos a la capa fiacutesica para la

transmisioacuten en el medio

En el marco de la recepcioacuten

recibir una serie de bits de datos a partir de la capa fiacutesica

presentar a la LLC (enlace logico de control)sublayer marcos

aplazar el enviacuteo de un flujo de bits de serie cada vez que el

soporte fiacutesico estaacute ocupado

FCS adecuado antildeadir valor a los marcos de salida y verificar la

alineacioacuten completa octeto frontera

controles de los marcos de errores de transmisioacuten por medio

de FCS y verifica la alineacioacuten octeto frontera

retrasar la transmisioacuten de bits de marco para el intervalo

entre periacuteodo especificado

detener la transmisioacuten cuando se detecte colisioacuten

se garantiza la propagacioacuten en toda la red mediante el enviacuteo

de mensaje de atasco

descartar la transmisioacuten que se recibieron menos de una

longitud miacutenima

TRAMA DE TRANSMICION CSMACD

Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con

un indicador de sentildeal de comienzo de la trama

El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito

de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de

transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el

direccionamiento

El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten

Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas

El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos

emisor y receptor

El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos

Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener

una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y

destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada

El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten

dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es

conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de

multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es

Conocida como direccioacuten de difusioacuten

La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten

El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a

continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los

casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)

El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud

variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes

Un campo pad o campo de relleno es usado para asegurar que la trama alcance la

longitud miacutenima requerida Una trama debe contener miacutenimo un nuacutemero de bytes

para que las estaciones puedan detectar las colisiones con precisioacuten

Una secuencia de chequeo de trama es utilizada como mecanismo de control de

errores

Cuando el dispositivo emisor ensambla la trama realiza un caacutelculo en los bits de la

trama El algoritmo usado para realizar este caacutelculo siempre genera como salida un

valor de 4 bytes El dispositivo emisor almacena este valor en el campo de chequeo

de secuencia de la trama

Cuando el receptor recibe la trama realiza el mismo caacutelculo y compara el resultado

con el del campo de chequeo de secuencia de la trama Si los dos valores

coinciden la transmisioacuten se asume como correcta Si los dos valores son

diferentes el dispositivo de destino solicita una retransmisioacuten de la trama

ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS

La funcioacuten de encapsulacioacuten y desencapsulacioacuten de datos es llevada a cabo por la subcapa

MAC Este proceso es responsable de las funciones de direccionamiento y del chequeo de

errores

ENCAPSULADO

El encapsulado es realizado por la estacioacuten emisora El encapsulado es el acto de agregar

informacioacuten direcciones y bytes para el control de errores al comienzo y al final de la

unidad de datos transmitidos Esto es realizado luego que los datos son recibidos por la

Subcapa de control de enlace loacutegico (LLC) La informacioacuten antildeadida es necesaria para

realizar las siguientes tareas

Sincronizar la estacioacuten receptora con la sentildeal

Indicar el comienzo y el fin de la trama

Identificar las direcciones tanto de la estacioacuten emisora como la receptora

Detectar errores en la transmisioacuten

Ejemplo ENCAPSULADO DE DATOS EN EL MODELO DE REFERENCIA OSI

Lo que sigue es una descripcioacuten del proceso de encapsulado de datos en una pila de

protocolo en nuestro caso TCPIP

Las capas del modelo osi se comunican entre siacute utilizando las PDU (protocol data unit) que

especifican que informacioacuten debe agregarse como encabezado o final de los datos que

ingresan a la capa Analizamos el paso de los datos por las 4 uacuteltimas capas del modelo

( transporte red enlace de datos fiacutesica)

Cuando los datos bajan de la capa sesioacuten la PDU de la capa de transporte exige el

agregado del encabezado de protocolo TCP La capa siguiente agrega el encabezado IP Al

bajar a la capa de Enlace el encabezado que se agrega depende de la implementacioacuten de

Ethernet que se esteacute utilizando Si la implementacioacuten es ETHERNET II se agrega solamente

un encabezado MAC si la implementacioacuten es IEEE 8023 8022 se agregan 2

encabezados LLC de la subcapa superior (Logical Link Control) y MAC (Media Access

Control) de la subcapa inferior para luego pasar a la capa Fiacutesica convertido en sentildeales

eleacutectricas

DESENCAPSULADO

El desencapsulado es realizado por la estacioacuten receptora Cuando es recibida una trama la

estacioacuten receptora es responsable de realizar las siguientes tareas

Reconocer la direccioacuten de destino y determinar si coincide con su propia direccioacuten

Realizar la verificacioacuten de errores

Remover la informacioacuten de control que fue antildeadida por la funcioacuten de encapsulado

de datos en la estacioacuten emisora

ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO

La funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es realizada por la subcapa MAC

En la estacioacuten emisora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable de

determinar si el canal de comunicacioacuten se encuentra disponible Si el canal se encuentra

disponible puede iniciarse la transmisioacuten de datos

Adicionalote la funcioacuten de administracioacuten es responsable de determinar que accioacuten

deberaacute tomarse en caso de detectarse una colisioacuten y cuando intentaraacute retransmitir

En la estacioacuten receptora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable

de realizar las comprobaciones de validacioacuten en la trama antes de pasarla a la funcioacuten de

desencapsulado

CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS

La funcioacuten de codificacioacutendecodificacioacuten es realizada en la capa fiacutesica Esta funcioacuten es

responsable de obtener la forma eleacutectrica u oacuteptica de los datos que se van a transmitir en

el medio

La codificacioacuten de datos es realizada por la estacioacuten emisora Esta es responsable de

traducir los bits a sus correspondientes sentildeales eleacutectricas u oacutepticas para ser trasladadas a

traveacutes del medio Adicionalmente esta funcioacuten es responsable de escuchar el medio y

notificar al la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio si el medio se encuentra libre

ocupado o se ha detectado una colisioacuten

veremos algunas teacutecnicas para codificar datos en sentildeales digitales Recordemos que una

sentildeal digital es una secuencia de niveles de tensioacuten discretos cada uno de ellos es un

elemento de la sentildeal Las teacutecnicas de codificacioacuten convierten cada bit de datos 0 o 1 en

elementos de sentildeal buscando ciertas ventajas o caracteriacutestica de la misma

iquestQueacute es lo que buscamos cuando queremos transmitir Pues de normal que la velocidad

de transmisioacuten sea elevada y que el nuacutemero de errores pequentildeo Pero tambieacuten que el

medio que utilicemos sea barato Por desgracia todo a la vez es imposible canales con

mayor ancho de banda aumentaraacuten la velocidad de transmisioacuten y si estaacuten bien

apantallados podraacuten transmitir a grandes distancias sin apenas ruido iexclpero eso es muy

caro iquestDe queacute manera puede ayudar la forma de la sentildeal

(Un poco maacutes de

vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten

soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos

lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas

Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama

transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos

La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la

traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits

TRAMA DE TRANSMICION CSMACD

Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con

un indicador de sentildeal de comienzo de la trama

El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito

de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de

transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el

direccionamiento

El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten

Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas

El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos

emisor y receptor

El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos

El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits

10101011

Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener

una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y

destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada

El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten

dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es

conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de

multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es

conocida como direccioacuten de difusioacuten

La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten

El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a

continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los

casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)

El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud

variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes

4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)

Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red

Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits

transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un

nuacutemero negativo y una potencia de 10

Se calcula con la siguiente formula

BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS

Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por

ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3

actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER

se consigue tiacutepicamente en 10^ -12

VALORES DE BER TIPICOS

Ethernet 10BASE-5 lt10^-8

Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10

Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11

Fiber Channel SONETSDHlt10^-12

GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8

CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7

5 TOPOLOGIAS

Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los

diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos

especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden

interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental

que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los

diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La

topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el

nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc

Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea

1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y

cableado (los medios) en la red

2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del

medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y

transmisioacuten de tokens (Token Ring)

3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones

La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia

todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para

utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento

en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten

de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a

cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la

red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host

y el proceso se vuelve a repetir

Topologiacutea de la Red Ethernet

La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo

de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se

conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos

forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal

La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el

cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de

cableado

TOPOLOGIA EN BUS

La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo

segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la

combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta

estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y

no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo

de estaciones de la red se fija en 1024

Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media

pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es

completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la

red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet

pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que

transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros

10-BASE-5

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto

Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados

transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo

agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del

cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la

estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la

interfaz se comunica con la computadora

Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que

acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una

tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el

transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso

llevar un microprocesador para controlar las transferencias

Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores

BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC

conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces

utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es

maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es

de 185 metros

10-BASE-2

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador

Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca

un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el

conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los

extremos si este se conecta directamente a un repetidor

TOPOLOGIA EN ESTRELLA

El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que

cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese

segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en

estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a

un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una

para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El

cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado

El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la

expansioacuten de la red

CONECTOR RJ-45

Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de

ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los

pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En

algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo

se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador

sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs

utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red

10-BASE-T

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico

Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas

10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios

Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia

entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-

BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con

un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red

Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se

puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la

conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos

casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores

5 Trama de red

En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de

datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos

especialmente en el Nivel de enlace de datos

Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten

chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de

datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel

de red

Formato de la trama de Ethernet

Trama DIX

Ethernet

Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS

8 bytes 6 bytes6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes

2 oacute 4

bytes

Trama IEEE

8023

Preaacutembul

oSOF Destino Origen

Longitu

dDatos Relleno FCS

7 bytes1

byte6 bytes

6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes4 bytes

Preaacutembulo

Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y

estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo

es

10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010

Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester

representan una forma de onda perioacutedica

SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama

Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s

consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes

significativo del campo de direccioacuten MAC de destino

Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor

debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF

Direccioacuten de destino

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se

enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast

o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar

si debe aceptar el paquete

Direccioacuten de origen

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se

enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la

direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos

Tipo

Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el

paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos

interpreta este campo

Datos

Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de

valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este

campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de

niveles superiores

FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)

Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de

Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el

receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la

trama

Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama

- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica

- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y

realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un

byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios

- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de

datos para obtener una suma

7 componentes de Ethernet

Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio

Ethernet a mano maacutes apropiado

Hay cuatro tipos principales de medios en uso

Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5

Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en

determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)

Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04

pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)

relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta

su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o

grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero

permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias

Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2

Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar

Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas

(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en

empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a

interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso

Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)

sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero

requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino

tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se

utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos

Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T

Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla

adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes

frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco

mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo

del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su

costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con

plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin

embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias

electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado

con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps

Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-

repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las

aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o

10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las

situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una

preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes

cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica

La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de

longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que

de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre

Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que

seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se

puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten

Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la

flexibilidad de la tecnologiacutea

Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet

Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de

paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation

Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE

liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha

vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan

Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el

disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene

aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una

resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir

la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas

Figura 1

El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura

1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes

electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras

que se comunican en la red

La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un

dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un

transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del

cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre

un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada

en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro

del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se

corte y se inserte una lsquoTrsquo

Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un

transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio

del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador

anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta

madre) y se conecta con el transceptor

Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra

fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las

sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite

la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute

en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato

digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el

transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente

llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la

potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la

operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o

recibiendo

Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las

intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema

operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta

instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la

transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido

finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple

dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede

contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria

de la computadora y el cable ether)

En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de

una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e

instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura

2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante

Figura 2

Capacidad de las redes Ethernet

El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden

transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una

computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red

no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar

datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico

total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y

pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace

posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa

que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por

ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o

muchas computadoras que generan cargas ligeras

La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE

8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo

suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles

Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El

propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red

sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una

longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo

el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama

La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se

encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que

es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser

transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por

un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se

encuentran en el campo da datos

La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de

direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023

permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite

solo direcciones de 6 Bytes

El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE

8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet

Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de

los cables utilizados

10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet

10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet

10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una

velocidad de 10 Mbps

100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica

multimodo (la F es por Fiber)

100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)

1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad

de 1 gigabite por segundo

1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S

es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)

1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L

es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)

Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado

Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del

nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran

aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de

legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces

de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor

adaptacioacuten y transicioacuten

Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos

Velocidad de transmisioacuten

- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea

Tipo de cable

- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea

Longitud maacutexima

- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones

repetidoras)

Topologiacutea

- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados

con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o

switches (estrella conmutada)

A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes

importantes

Tecnologiacuteas Ethernet

Tecnologiacutea

Velocidad de

transmisioacuten Tipo de cable

Distancia

maacutexima Topologiacutea

10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)

10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m

Estrella (Hub o

Switch)

10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o

Switch)

100BaseT4 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 3UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseTX 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 5UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m

No permite el uso de

hubs

1000BaseT 1000Mbps

4 pares trenzado

(categoriacutea 5e oacute

6UTP ) 100 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseSX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(multimodo) 550 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseLX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(monomodo) 5000 m

Estrella Full Duplex

(switch)

10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los

estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad

nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet

El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y

WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en

una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023

Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten

8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN

PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se

puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103

Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas

Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c

10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre

cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo

del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica

multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)

10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand

4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un

router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance

10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre

240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra

mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm

10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra

mono-modo (usando 1310nm)

10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre

fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido

interfaces enchufables de hasta 80-km

10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625

microm

10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado

para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera

SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-

ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas

distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)

Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado

principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin

embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par

trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada

para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-

duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex

Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes

Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802

10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten

comercial

La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las

especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para

Ethernet de 100 Mbps

Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes

apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios

productos en el mercado

Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones

1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de

sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la

transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado

100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como

veremos a continuacioacuten)

Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue

utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que

puede seguir usando los mismos cables de par trenzado

2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por

otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)

y que se denominoacute 100BaseVG

Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea

3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable

consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda

3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten

denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito

4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente

sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet

utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es

lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)

VELOCIDAD

En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea

circulan a la velocidad de 10 Mbps

Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades

superiores tanto de 20 como de 100 Mbps

Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes

de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios

usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-

Windows

De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que

actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 5: Trabajo Ethernet

Los coacutedigos Manchester tienen una transicioacuten en la mitad del periodo de cada bit Cuando

se tienen bits iguales y consecutivos se produce una transicioacuten al inicio del segundo bit la

cual no es tenida en cuenta por el receptor al momento de decodificar solo las

transiciones separadas uniformemente en el tiempo son las que son consideradas por el

receptor Hay algunas transiciones que no ocurren a mitad de bit Estas transiciones no

llevan informacioacuten uacutetil y solo se usan para colocar la sentildeal en el siguiente estado donde se

llevaraacute a cabo la siguiente transicioacuten Aunque esto permite a la sentildeal auto-sincronizarse

en realidad lo que hace es doblar el requerimiento de ancho de banda en comparacioacuten

con otros coacutedigos como por ejemplo los Coacutedigos NRZ

En la codificacioacuten Manchester cada periacuteodo de un bit se divide en dos intervalos iguales

Un bit binario de valor 1 se transmite con valor de tensioacuten alto en el primer intervalo y un

valor bajo en el segundo Un bit 0 se enviacutea al contrario es decir una tensioacuten baja seguida

de un nivel de tensioacuten alto

Este esquema asegura que todos los bits presentan una transicioacuten en la parte media

proporcionando asiacute un excelente sincronismo entre el receptor y el transmisor Una

desventaja de este tipo de transmisioacuten es que se necesita el doble del ancho de banda

para la misma informacioacuten que el meacutetodo convencional

La codificacioacuten diferencial Manchester es una variacioacuten puesto que en ella un bit de

valor 1 se indica por la ausencia de transicioacuten al inicio del intervalo mientras que un bit 0

se indica por la presencia de una transicioacuten en el inicio existiendo siempre una transicioacuten

en el centro del intervalo El esquema diferencial requiere un equipo maacutes sofisticado pero

ofrece una mayor inmunidad al ruido El Manchester Diferencial tiene como ventajas

adicionales las derivadas de la utilizacioacuten de una aproximacioacuten diferencial

Todas las teacutecnicas bifase fuerzan al menos una transicioacuten por cada bit pudiendo tener

hasta dos en ese mismos periodo Por tanto la maacutexima velocidad de modulacioacuten es el

doble que en los NRZ esto significa que el ancho de bandoa necesario es mayor No

obstante los esquemas bifase tienes varias ventajas

raquo Sincronizacioacuten debido a la transicioacuten que siempre ocurre durante el intervalo de

duracioacuten correspondiente a un bit el receptor puede sincronizarse usando dicha

transicioacuten Debido a esta caracteriacutestica los coacutedigos bifase se denominan auto-

sincronizados

raquo No tienen componente en continua

raquo Deteccioacuten de errores se pueden detectar errores si se detecta una ausencia de la

transicioacuten esperada en la mitad del intervalo Para que el ruido produjera un error no

detectado tendriacutea que intervenir la sentildeal antes y despueacutes de la transicioacuten

Los coacutedigos bifase se usan con frecuencia en los esquemas de transmisioacuten de datos

Unos de los maacutes conocidos es el coacutedigo Manchestes que se ha elegido como parte de la

especificacioacuten de la normalizacioacuten IEEE 8023 para la transmisioacuten en redes LAN con un bus

CSMACD usando cable coaxial en banda base o par trenzado El Manchester Diferencial

se ha elegido en la normalizacioacuten IEEE 8025 para redes LAN en anillo con paso de testigo

en las que se usan pares trenzados apantallados

8 Arquitectura de Ethernet

Los elementos de una red Ethernet son los nodos de red y el medio de interconexioacuten Los

nodos de red pueden clasificarse en dos grandes grupos Equipo Terminal de Datos (DTE) y

Equipo de Comunicacioacuten de Datos (DCE) Los DTE son dispositivos de red que generan o

que son el destino de los datos como las PCs las estaciones de trabajo los servidores de

archivos los servidores de impresioacuten todos son parte del grupo de las estaciones finales

Los DCE son los dispositivos de red intermediarios que reciben y retransmiten las tramas

dentro de la red pueden ser ruteadores conmutadores (switch) concentradores (hub)

repetidores o interfaces de comunicacioacuten ej un moacutedem o una tarjeta de interface

NIC o Tarjeta de Interfaz de Red|Adaptador - permite que una computadora acceda a

una red local Cada tarjeta tiene una uacutenica direccioacuten MAC que la identifica en la red

Una computadora conectada a una red se denomina nodo

Repetidor o repeater - aumenta el alcance de una conexioacuten fiacutesica recibiendo las

sentildeales y retransmitieacutendolas para evitar su degradacioacuten a traveacutes del medio de

transmisioacuten lograacutendose un alcance mayor Usualmente se usa para unir dos aacutereas

locales de igual tecnologiacutea y soacutelo tiene dos puertos Opera en la capa fiacutesica del modelo

OSI

Concentrador o hub - funciona como un repetidor pero permite la interconexioacuten de

muacuteltiples nodos Su funcionamiento es relativamente simple pues recibe una trama de

ethernet por uno de sus puertos y la repite por todos sus puertos restantes sin

ejecutar ninguacuten proceso sobre las mismas Opera en la capa fiacutesica del modelo OSI

Puente o bridge - interconecta segmentos de red haciendo el cambio de frames

(tramas) entre las redes de acuerdo con una tabla de direcciones que le dice en queacute

segmento estaacute ubicada una direccioacuten MAC dada

Conexiones en un switch Ethernet

Conmutador o Switch - funciona como el bridge pero permite la interconexioacuten de

muacuteltiples segmentos de red funciona en velocidades maacutes raacutepidas y es maacutes sofisticado

Los switches pueden tener otras funcionalidades como redes virtuales y permiten su

configuracioacuten a traveacutes de la propia red Funciona baacutesicamente en la capa fiacutesica y sirve

como enlace de datos del modelo OSI Por esto son capaces de procesar informacioacuten

de las tramas su funcionalidad maacutes importante es en las tablas de direccioacuten Por ej

una computadora conectada al puerto 1 del conmutador enviacutea una trama a otra

computadora conectada al puerto 2 el switch recibe la trama y la transmite a todos

sus puertos excepto aquel por donde la recibioacute la computadora 2 recibiraacute el mensaje

y eventualmente lo responderaacute generando traacutefico en el sentido contrario ahora el

switch conoceraacute las direcciones MAC de las computadoras en el puerto 1 y 2 cuando

reciba otra trama con direccioacuten de destino de alguna de ellas soacutelo transmitiraacute la trama

a dicho puerto disminuyendo asiacute el traacutefico de la red y contribuyendo al buen

funcionamiento de la misma

Arquitectura (estructura loacutegica)

La arquitectura Ethernet puede definirse como una red de conmutacioacuten de paquetes de

acceso muacuteltiple (medio compartido) y difusioacuten amplia (Broadcast) que utiliza un medio

pasivo y sin ninguacuten control central Proporciona deteccioacuten de errores pero no

correccioacuten El acceso al medio (de transmisioacuten) estaacute gobernado desde las propias

estaciones mediante un esquema de arbitraje estadiacutestico

Los paquetes de datos transmitidos alcanzan a todas las estaciones (difusioacuten amplia)

siendo cada estacioacuten responsable de reconocer la direccioacuten contenida en cada paquete y

aceptar los que sean dirigidos a ella [3]

Ethernet realiza varias funciones que incluyen empaquetado y desempaquetado de los

datagramas manejo del enlace codificacioacuten y decodificacioacuten de datos y acceso al canal

El manejador del enlace es responsable de vigilar el mecanismo de colisiones escuchando

hasta que el medio de transmisioacuten estaacute libre antes de iniciar una transmisioacuten (solo un

usuario utiliza la transmisioacuten cada vez -Banda base-) El manejo de colisiones se realiza

deteniendo la transmisioacuten y esperando un cierto tiempo antes de intentarla de nuevo

Existe un mecanismo por el que se enviacutean paquetes a intervalos no estaacutendar lo que evita

que otras estaciones puedan comunicar Es lo que se denomina captura del canal

Funciones de la Arquitectura Ethernet

Encapsulacion de datos

Formacioacuten de la trama estableciendo la delimitacioacuten correspondiente

Direccionamiento del nodo fuente y destino

Deteccioacuten de errores en el canal de transmisioacuten

Manejo de Enlace

Asignacioacuten de canal

Resolucioacuten de contencioacuten manejando colisiones

Codificacioacuten de los Datos

Generacioacuten y extraccioacuten del preaacutembulo para fines de sincronizacioacuten

Codificacioacuten y decodificacioacuten de bits

Acceso al Canal

Transmisioacuten Recepcioacuten de los bits codificados

Sensibilidad de portadora indicando trafico sobre el canal

Deteccioacuten de colisiones indicando contencioacuten sobre el canal

Formato de Trama

En una red ethernet cada elemento del sistema tiene una direccioacuten uacutenica de 48

bits y la informacioacuten es transmitida serialmente en grupos de bits denominados

tramas Las tramas incluyen los datos a ser enviados la direccioacuten de la estacioacuten

que debe recibirlos y la direccioacuten de la estacioacuten que los transmite

Cada interface ethernet monitorea el medio de transmisioacuten antes de una

transmisioacuten para asegurar que no esteacute en uso y durante la transmisioacuten para

detectar cualquier interferencia

En caso de alguna interferencia durante la transmisioacuten las tramas son enviadas

nuevamente cuando el medio esteacute disponible Para recibir los datos cada estacioacuten

reconoce su propia direccioacuten y acepta las tramas con esa direccioacuten mientras ignora

las demaacutes

El tamantildeo de trama permitido sin incluir el preaacutembulo puede ser desde 64 a 1518

octetos Las tramas fuera de este rango son consideradas invalidas

Campos que Componen la Trama

El preaacutembulo Inicia o encabeza la trama con ocho octetos formando un patroacuten de 1010

que termina en 10101011 Este campo provee sincronizacioacuten y marca el limite de trama

Direccioacuten destino Sigue al preaacutembulo o identifica la estacioacuten destino que debe recibir la

trama mediante seis octetos que pueden definir una direccioacuten de nivel fiacutesico o muacuteltiples

direcciones lo cual es determinado mediante el bit de menos significacioacuten del primer byte

de este campo Para una direccioacuten de nivel fiacutesico este es puesto en 0 loacutegico y la misma es

uacutenica a traveacutes de toda la red ethernet Una direccioacuten muacuteltiple puede ser dirigida a un

grupo de estaciones o a todas las estaciones y tiene el bit de menos significacioacuten en 1

loacutegico Para direccionar todas las estaciones de la red todos los bits del campo de

direccioacuten destino se ponen en 1 lo cual ofrece la combinacioacuten FFFFFFFFFFFFH

Direccioacuten fuente Este campo sigue al anterior Compuesto tambieacuten por seis octetos que

identifican la estacioacuten que origina la trama

Los campos de direccioacuten son ademaacutes subdivididos Los primeros tres octetos son

asignados a un fabricante y los tres octetos siguientes son asignados por el fabricante La

tarjeta de red podriacutea venir defectuosa pero la direccioacuten del nodo debe permanecer

consistente El chip de memoria ROM que contiene la direccioacuten original puede ser

removido de una tarjeta vieja para ser insertado en una nueva tarjeta o la direccioacuten

puede ser puesta en un registro mediante el disco de diagnostico de la tarjeta de

interfaces de red (NIC) Cualquiera que sea el meacutetodo utilizado se deber ser cuidadoso

para evitar alteracioacuten alguna en la administracioacuten de la red

Tipo Este es un campo de dos octetos que siguen al campo de direccioacuten fuente y

especifican el protocolo de alto nivel utilizado en el campo de datos Algunos tipos serian

0800H para TCPIP y 0600H para XNS

Campo de dato Contiene los datos de informacioacuten y es el uacutenico que tiene una longitud de

bytes variable que puede oscilar de un miacutenimo de 46 bytes a un maacuteximo de 1500 El

contenido de ese campo es completamente arbitrario y es determinado por el protocolo

de alto nivel usado

Frame Check Secuence Este viene a ser el ultimo campo de la trama compuesto por 32

bits que son usados por la verificacioacuten de errores en la transmisioacuten mediante el meacutetodo

CRC considerando los campo de direccioacuten tipo y de dato

Caracteriacutesticas

La codificacioacuten Manchester provee una forma simple de codificar secuencias de

bits incluso cuando hay largas secuencias de periodos sin transiciones de nivel que

puedan significar la peacuterdida de sincronizacioacuten o incluso errores en las secuencias

de bits

Este tipo de codificacioacuten nos asegura que la componente continua de las sentildeales es

cero si se emplean valores positivos y negativos

La codificacioacuten Manchester es una forma de codificacioacuten altamente fiable

El requerimiento del ancho de banda para la codificacioacuten Manchester es el doble

comparado en las comunicaciones asiacutencronas y el espectro de la sentildeal es

considerablemente mas ancho

Definicioacuten

El estaacutendar IEEE 8023 especifica el meacutetodo de control del medio (MAC) denominado The

physical layer and the Data Link layer standardized by IEEE 8023 are intended to

correspond closely to the lowest layers of the ISO Model for Open Systems

Interconnection (see ) [3]CSMACD siglas que corresponden a Carrier Sense Multiple

Access with Collision Deteccioacuten (en espantildeol Meacutetodo de acceso Muacuteltiple por Deteccioacuten de

Portadora con Deteccioacuten de Colisiones) es una teacutecnica usada en redes Ethernet para

mejorar sus prestaciones Anteriormente a esta teacutecnica se usaron las de Aloha puro (El

protocolo ALOHA es un protocolo del nivel de enlace de datos para redes de aacuterea local con

topologiacutea de difusioacutenLa primera versioacuten del protocolo era baacutesica

Si tienes datos que enviar enviacutealos

Si el mensaje colisiona con otra transmisioacuten intenta reenviarlos maacutes tarde)

Tambien usaron el Aloha ranurado (con la uacutenica diferencia de que las estaciones soacutelo

pueden transmitir en unos determinados instantes de tiempo o slotspero ambas

presentaban muy bajas prestaciones Por eso aparecioacute en primer lugar la teacutecnica

CSMA (el escuchar el medio para saber si existe presencia de portadora en los

momentos en los que se ocupa el canal

El fin es evitar colisiones es decir que dos host hablen al mismo tiempo Por otro lado

define el procedimento que estos dos host deben seguir si llegasen a usar el mismo

medio de forma simultaacutenea)

CSMACD sucede cuando se utiliza un medio de acceso muacuteltiple y que la estacioacuten que

desea emitir previamente escucha el canal antes de emitir Lo cual es el protocolo de

sentildeal eleacutectrica

TIPOS DE PROTOCOLOS CON DETECCIOacuteN DE PORTADORA

En los mecanismos de acceso al medio con deteccioacuten de portadora como los CSMA

(Carrier Sense Multiple Access) el control de acceso al medio de transmisioacuten se distribuye

completamente entre todas las estaciones Una estacioacuten que quiere transmitir escucha la

liacutenea para detectar si otra estaacute transmitiendo Si el canal estaacute vaciacuteo la estacioacuten transmite

pero si estaacute ocupado debe esperar un cierto tiempo antes de intentarlo de nuevo Hay tres

algoritmos para determinar cuando se vuelve a intentar la transmisioacuten tras encontrar

ocupado el canal

CSMA 1-PERSISTENTE

CSMA NO PERSISTENTE

CSMA P-PERSISTENTE

CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN

CSMA 1-PERSISTENTE

El protocolo CSMA 1-persistente funciona de la siguiente forma cuando tiene que

transmitir un frame primero escucha el canal y si estaacute libre enviacutea el frame caso contrario

espera a que se libere y en ese momento lo enviacutea Se denomina CSMA 1-persistente

porque existe la probabilidad 1 es decir certeza de que el frame se transmitiraacute cuando el

canal esteacute libre En una situacioacuten real con alto traacutefico es muy posible que cuando un nodo

termine de transmitir existan varios esperando enviar sus datos y con CSMA 1-persistente

todos los frames seraacuten emitidos a la vez y colisionaraacuten pudieacutendose repetir el proceso

varias veces con la consiguiente degradacioacuten del rendimiento Una colisioacuten ocurriraacute

aunque no empiecen a transmitir exactamente a la vez basta simplemente con que dos

nodos empiecen a transmitir con una diferencia de tiempos menor que la distancia que los

separa ya que en tal caso ambos detectaraacuten el canal libre en el momento de iniciar la

transmisioacuten Se deduce entonces que en este tipo de redes el retardo de propagacioacuten de

la sentildeal puede tener un efecto importante en el rendimiento El rendimiento obtenido con

este protocolo puede llegar al 55 con un grado de ocupacioacuten del 100

CSMA NO PERSISTENTE

Antes de enviar se escucha el canal si el canal estaacute libre se transmite el frame Si estaacute

ocupado en vez de quedarse escuchando se espera un tiempo aleatorio que viene dado

por un algoritmo llamado de backoff despueacutes del cual se repite el proceso El protocolo

tiene una menor eficiencia que CSMA 1-persistente para traacuteficos moderados pues

introduce una mayor latencia sin embargo se comporta mejor en situaciones de traacutefico

intenso ya que evita las colisiones producidas por las estaciones que se encuentran a la

espera de que termine la transmisioacuten de un frame en un momento dado

CSMA P-PERSISTENTE

Utiliza intervalos de tiempo y funciona de la siguiente manera cuando el nodo tiene

algo que enviar primero escucha el canal si estaacute ocupado espera un tiempo aleatorio

Cuando el canal estaacute libre se selecciona un nuacutemero aleatorio con distribucioacuten uniforme

entre 0 y 1 si el nuacutemero es menor que p el frame es transmitido En caso contrario se

espera el siguiente slot de tiempo para transmitir y repite el algoritmo hasta que el frame

es transmitido o bien otro nodo utiliza en canal en cuyo caso se espera un tiempo

aleatorio y empieza de nuevo el proceso desde el principio La eficiencia del protocolo es

en general superior a la de CSMA 1-persistente y CSMA no persistente

CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN

Un problema con los protocolos anteriores es que una vez se ha empezado a transmitir

un frame se sigue transmitiendo auacuten cuando se detecte una colisioacuten Como es maacutes

eficiente dejar de transmitir y esperar un tiempo aleatorio para volver a hacerlo los

protocolos de acceso muacuteltiple por deteccioacuten de portadora con deteccioacuten de colisiones o

CSMACD implementan esta mejora

Estados de

una red CSMACD

En una red CSMACD la uacutenica circunstancia en la que puede producirse una colisioacuten es

cuando dos hosts empiezan a transmitir a la vez o con una diferencia de tiempo lo

bastante pequentildea como para que la sentildeal de uno no haya podido llegar al otro antes de

que eacuteste empiece a transmitir En palabras simples el nodo no alcanzoacute a escuchar que

otro nodo ya comenzoacute la transmisioacuten producto del retardo de propagacioacuten de la sentildeal

A este periodo de tiempo se le llama PERIODO DE CONTIENDA y corresponde a uno de

los tres posibles estados que tiene una red CSMACD los otros dos estados son los de

transmisioacuten y estado libre

Deteccioacuten de portadora

La deteccioacuten de portadora es utilizada para escuchar al medio (la portadora) para ver si se

encuentra libre Si la portadora se encuentra libre los datos son pasados a la capa fiacutesica

para su transmisioacuten Si la portadora estaacute ocupada se monitorea hasta que se libere

Deteccioacuten de colisiones

Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten

Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto

ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten

La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se

enteren de que ha ocurrido una colisioacuten

Caracteriacutesticas de CSMACD

1 El primer paso a la hora de transmitir seraacute saber si el medio estaacute libre Para eso

escuchamos lo que dicen los demaacutes Si el medio esta tranquilo (ninguna otra estacioacuten esta

transmitiendo) se enviacutea la transmisioacuten

2 Cuando dos o maacutes estaciones tienen mensajes para enviar es posible que transmitan casi

en el mismo instante resultando en una colisioacuten en la red

3 Cuando se produce una colisioacuten todas las estaciones receptoras ignoran la transmisioacuten

confusa

4 Si un dispositivo de transmisioacuten detecta una colisioacuten enviacutea una sentildeal de expansioacuten para

notificar a todos los dispositivos conectados que ha ocurrido una colisioacutendenominada

jamming

5 Las estaciones transmisoras detienen sus transmisiones tan pronto como detectan la

colisioacuten

6 Despueacutes de una colisioacuten (Los host que intervienen en la colisioacuten invocan un algoritmo de

postergacioacuten que genera un tiempo aleatorio) las estaciones esperan un tiempo aleatorio

(tiempo de backoff) para volver a transmitir una trama

En el meacutetodo de acceso CSMACD los dispositivos de red que tienen datos para transmitir

funcionan en el modo escuchar antes de transmitir Esto significa que cuando un nodo

desea enviar datos primero debe determinar si los medios de red estaacuten ocupados o no

En redes inalaacutembricas resulta a veces complicado llevar a cabo el primer paso (escuchar al

medio para determinar si estaacute libre o no) Por este motivo surgen dos problemas que

pueden ser detectados

1 Problema del nodo oculto la estacioacuten cree que el medio estaacute libre cuando en

realidad no lo estaacute pues estaacute siendo utilizado por otro nodo al que la estacioacuten no

oye

2 Problema del nodo expuesto la estacioacuten cree que el medio estaacute ocupado

cuando en realidad lo estaacute ocupando otro nodo que no interfeririacutea en su

transmisioacuten a otro destino

Para resolver estos problemas la IEEE 80211 propone MACA (MultiAccess Collision

Avoidance ndash Evitacioacuten de Colisioacuten por Acceso Muacuteltiple)

CSMA CD Meacutetodo de acceso capacidades funcionales

El siguiente resumen muestra una referencia raacutepida de las

capacidades funcionales de CSMA CD sublayer MAC

En el marco de la transmisioacuten

aceptar los datos de la LLC sublayer y construir un marco

Presentar una serie de bits de datos a la capa fiacutesica para la

transmisioacuten en el medio

En el marco de la recepcioacuten

recibir una serie de bits de datos a partir de la capa fiacutesica

presentar a la LLC (enlace logico de control)sublayer marcos

aplazar el enviacuteo de un flujo de bits de serie cada vez que el

soporte fiacutesico estaacute ocupado

FCS adecuado antildeadir valor a los marcos de salida y verificar la

alineacioacuten completa octeto frontera

controles de los marcos de errores de transmisioacuten por medio

de FCS y verifica la alineacioacuten octeto frontera

retrasar la transmisioacuten de bits de marco para el intervalo

entre periacuteodo especificado

detener la transmisioacuten cuando se detecte colisioacuten

se garantiza la propagacioacuten en toda la red mediante el enviacuteo

de mensaje de atasco

descartar la transmisioacuten que se recibieron menos de una

longitud miacutenima

TRAMA DE TRANSMICION CSMACD

Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con

un indicador de sentildeal de comienzo de la trama

El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito

de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de

transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el

direccionamiento

El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten

Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas

El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos

emisor y receptor

El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos

Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener

una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y

destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada

El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten

dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es

conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de

multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es

Conocida como direccioacuten de difusioacuten

La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten

El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a

continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los

casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)

El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud

variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes

Un campo pad o campo de relleno es usado para asegurar que la trama alcance la

longitud miacutenima requerida Una trama debe contener miacutenimo un nuacutemero de bytes

para que las estaciones puedan detectar las colisiones con precisioacuten

Una secuencia de chequeo de trama es utilizada como mecanismo de control de

errores

Cuando el dispositivo emisor ensambla la trama realiza un caacutelculo en los bits de la

trama El algoritmo usado para realizar este caacutelculo siempre genera como salida un

valor de 4 bytes El dispositivo emisor almacena este valor en el campo de chequeo

de secuencia de la trama

Cuando el receptor recibe la trama realiza el mismo caacutelculo y compara el resultado

con el del campo de chequeo de secuencia de la trama Si los dos valores

coinciden la transmisioacuten se asume como correcta Si los dos valores son

diferentes el dispositivo de destino solicita una retransmisioacuten de la trama

ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS

La funcioacuten de encapsulacioacuten y desencapsulacioacuten de datos es llevada a cabo por la subcapa

MAC Este proceso es responsable de las funciones de direccionamiento y del chequeo de

errores

ENCAPSULADO

El encapsulado es realizado por la estacioacuten emisora El encapsulado es el acto de agregar

informacioacuten direcciones y bytes para el control de errores al comienzo y al final de la

unidad de datos transmitidos Esto es realizado luego que los datos son recibidos por la

Subcapa de control de enlace loacutegico (LLC) La informacioacuten antildeadida es necesaria para

realizar las siguientes tareas

Sincronizar la estacioacuten receptora con la sentildeal

Indicar el comienzo y el fin de la trama

Identificar las direcciones tanto de la estacioacuten emisora como la receptora

Detectar errores en la transmisioacuten

Ejemplo ENCAPSULADO DE DATOS EN EL MODELO DE REFERENCIA OSI

Lo que sigue es una descripcioacuten del proceso de encapsulado de datos en una pila de

protocolo en nuestro caso TCPIP

Las capas del modelo osi se comunican entre siacute utilizando las PDU (protocol data unit) que

especifican que informacioacuten debe agregarse como encabezado o final de los datos que

ingresan a la capa Analizamos el paso de los datos por las 4 uacuteltimas capas del modelo

( transporte red enlace de datos fiacutesica)

Cuando los datos bajan de la capa sesioacuten la PDU de la capa de transporte exige el

agregado del encabezado de protocolo TCP La capa siguiente agrega el encabezado IP Al

bajar a la capa de Enlace el encabezado que se agrega depende de la implementacioacuten de

Ethernet que se esteacute utilizando Si la implementacioacuten es ETHERNET II se agrega solamente

un encabezado MAC si la implementacioacuten es IEEE 8023 8022 se agregan 2

encabezados LLC de la subcapa superior (Logical Link Control) y MAC (Media Access

Control) de la subcapa inferior para luego pasar a la capa Fiacutesica convertido en sentildeales

eleacutectricas

DESENCAPSULADO

El desencapsulado es realizado por la estacioacuten receptora Cuando es recibida una trama la

estacioacuten receptora es responsable de realizar las siguientes tareas

Reconocer la direccioacuten de destino y determinar si coincide con su propia direccioacuten

Realizar la verificacioacuten de errores

Remover la informacioacuten de control que fue antildeadida por la funcioacuten de encapsulado

de datos en la estacioacuten emisora

ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO

La funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es realizada por la subcapa MAC

En la estacioacuten emisora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable de

determinar si el canal de comunicacioacuten se encuentra disponible Si el canal se encuentra

disponible puede iniciarse la transmisioacuten de datos

Adicionalote la funcioacuten de administracioacuten es responsable de determinar que accioacuten

deberaacute tomarse en caso de detectarse una colisioacuten y cuando intentaraacute retransmitir

En la estacioacuten receptora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable

de realizar las comprobaciones de validacioacuten en la trama antes de pasarla a la funcioacuten de

desencapsulado

CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS

La funcioacuten de codificacioacutendecodificacioacuten es realizada en la capa fiacutesica Esta funcioacuten es

responsable de obtener la forma eleacutectrica u oacuteptica de los datos que se van a transmitir en

el medio

La codificacioacuten de datos es realizada por la estacioacuten emisora Esta es responsable de

traducir los bits a sus correspondientes sentildeales eleacutectricas u oacutepticas para ser trasladadas a

traveacutes del medio Adicionalmente esta funcioacuten es responsable de escuchar el medio y

notificar al la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio si el medio se encuentra libre

ocupado o se ha detectado una colisioacuten

veremos algunas teacutecnicas para codificar datos en sentildeales digitales Recordemos que una

sentildeal digital es una secuencia de niveles de tensioacuten discretos cada uno de ellos es un

elemento de la sentildeal Las teacutecnicas de codificacioacuten convierten cada bit de datos 0 o 1 en

elementos de sentildeal buscando ciertas ventajas o caracteriacutestica de la misma

iquestQueacute es lo que buscamos cuando queremos transmitir Pues de normal que la velocidad

de transmisioacuten sea elevada y que el nuacutemero de errores pequentildeo Pero tambieacuten que el

medio que utilicemos sea barato Por desgracia todo a la vez es imposible canales con

mayor ancho de banda aumentaraacuten la velocidad de transmisioacuten y si estaacuten bien

apantallados podraacuten transmitir a grandes distancias sin apenas ruido iexclpero eso es muy

caro iquestDe queacute manera puede ayudar la forma de la sentildeal

(Un poco maacutes de

vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten

soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos

lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas

Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama

transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos

La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la

traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits

TRAMA DE TRANSMICION CSMACD

Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con

un indicador de sentildeal de comienzo de la trama

El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito

de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de

transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el

direccionamiento

El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten

Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas

El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos

emisor y receptor

El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos

El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits

10101011

Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener

una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y

destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada

El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten

dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es

conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de

multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es

conocida como direccioacuten de difusioacuten

La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten

El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a

continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los

casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)

El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud

variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes

4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)

Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red

Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits

transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un

nuacutemero negativo y una potencia de 10

Se calcula con la siguiente formula

BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS

Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por

ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3

actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER

se consigue tiacutepicamente en 10^ -12

VALORES DE BER TIPICOS

Ethernet 10BASE-5 lt10^-8

Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10

Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11

Fiber Channel SONETSDHlt10^-12

GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8

CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7

5 TOPOLOGIAS

Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los

diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos

especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden

interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental

que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los

diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La

topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el

nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc

Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea

1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y

cableado (los medios) en la red

2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del

medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y

transmisioacuten de tokens (Token Ring)

3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones

La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia

todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para

utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento

en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten

de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a

cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la

red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host

y el proceso se vuelve a repetir

Topologiacutea de la Red Ethernet

La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo

de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se

conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos

forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal

La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el

cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de

cableado

TOPOLOGIA EN BUS

La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo

segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la

combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta

estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y

no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo

de estaciones de la red se fija en 1024

Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media

pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es

completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la

red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet

pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que

transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros

10-BASE-5

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto

Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados

transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo

agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del

cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la

estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la

interfaz se comunica con la computadora

Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que

acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una

tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el

transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso

llevar un microprocesador para controlar las transferencias

Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores

BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC

conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces

utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es

maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es

de 185 metros

10-BASE-2

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador

Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca

un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el

conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los

extremos si este se conecta directamente a un repetidor

TOPOLOGIA EN ESTRELLA

El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que

cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese

segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en

estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a

un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una

para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El

cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado

El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la

expansioacuten de la red

CONECTOR RJ-45

Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de

ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los

pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En

algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo

se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador

sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs

utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red

10-BASE-T

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico

Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas

10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios

Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia

entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-

BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con

un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red

Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se

puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la

conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos

casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores

5 Trama de red

En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de

datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos

especialmente en el Nivel de enlace de datos

Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten

chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de

datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel

de red

Formato de la trama de Ethernet

Trama DIX

Ethernet

Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS

8 bytes 6 bytes6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes

2 oacute 4

bytes

Trama IEEE

8023

Preaacutembul

oSOF Destino Origen

Longitu

dDatos Relleno FCS

7 bytes1

byte6 bytes

6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes4 bytes

Preaacutembulo

Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y

estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo

es

10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010

Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester

representan una forma de onda perioacutedica

SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama

Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s

consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes

significativo del campo de direccioacuten MAC de destino

Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor

debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF

Direccioacuten de destino

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se

enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast

o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar

si debe aceptar el paquete

Direccioacuten de origen

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se

enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la

direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos

Tipo

Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el

paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos

interpreta este campo

Datos

Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de

valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este

campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de

niveles superiores

FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)

Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de

Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el

receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la

trama

Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama

- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica

- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y

realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un

byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios

- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de

datos para obtener una suma

7 componentes de Ethernet

Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio

Ethernet a mano maacutes apropiado

Hay cuatro tipos principales de medios en uso

Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5

Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en

determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)

Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04

pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)

relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta

su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o

grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero

permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias

Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2

Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar

Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas

(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en

empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a

interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso

Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)

sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero

requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino

tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se

utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos

Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T

Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla

adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes

frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco

mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo

del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su

costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con

plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin

embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias

electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado

con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps

Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-

repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las

aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o

10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las

situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una

preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes

cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica

La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de

longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que

de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre

Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que

seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se

puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten

Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la

flexibilidad de la tecnologiacutea

Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet

Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de

paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation

Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE

liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha

vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan

Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el

disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene

aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una

resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir

la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas

Figura 1

El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura

1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes

electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras

que se comunican en la red

La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un

dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un

transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del

cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre

un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada

en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro

del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se

corte y se inserte una lsquoTrsquo

Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un

transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio

del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador

anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta

madre) y se conecta con el transceptor

Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra

fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las

sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite

la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute

en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato

digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el

transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente

llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la

potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la

operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o

recibiendo

Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las

intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema

operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta

instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la

transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido

finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple

dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede

contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria

de la computadora y el cable ether)

En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de

una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e

instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura

2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante

Figura 2

Capacidad de las redes Ethernet

El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden

transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una

computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red

no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar

datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico

total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y

pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace

posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa

que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por

ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o

muchas computadoras que generan cargas ligeras

La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE

8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo

suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles

Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El

propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red

sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una

longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo

el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama

La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se

encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que

es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser

transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por

un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se

encuentran en el campo da datos

La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de

direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023

permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite

solo direcciones de 6 Bytes

El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE

8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet

Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de

los cables utilizados

10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet

10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet

10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una

velocidad de 10 Mbps

100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica

multimodo (la F es por Fiber)

100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)

1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad

de 1 gigabite por segundo

1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S

es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)

1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L

es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)

Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado

Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del

nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran

aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de

legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces

de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor

adaptacioacuten y transicioacuten

Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos

Velocidad de transmisioacuten

- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea

Tipo de cable

- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea

Longitud maacutexima

- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones

repetidoras)

Topologiacutea

- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados

con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o

switches (estrella conmutada)

A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes

importantes

Tecnologiacuteas Ethernet

Tecnologiacutea

Velocidad de

transmisioacuten Tipo de cable

Distancia

maacutexima Topologiacutea

10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)

10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m

Estrella (Hub o

Switch)

10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o

Switch)

100BaseT4 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 3UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseTX 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 5UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m

No permite el uso de

hubs

1000BaseT 1000Mbps

4 pares trenzado

(categoriacutea 5e oacute

6UTP ) 100 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseSX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(multimodo) 550 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseLX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(monomodo) 5000 m

Estrella Full Duplex

(switch)

10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los

estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad

nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet

El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y

WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en

una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023

Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten

8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN

PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se

puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103

Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas

Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c

10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre

cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo

del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica

multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)

10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand

4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un

router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance

10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre

240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra

mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm

10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra

mono-modo (usando 1310nm)

10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre

fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido

interfaces enchufables de hasta 80-km

10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625

microm

10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado

para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera

SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-

ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas

distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)

Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado

principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin

embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par

trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada

para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-

duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex

Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes

Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802

10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten

comercial

La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las

especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para

Ethernet de 100 Mbps

Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes

apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios

productos en el mercado

Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones

1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de

sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la

transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado

100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como

veremos a continuacioacuten)

Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue

utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que

puede seguir usando los mismos cables de par trenzado

2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por

otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)

y que se denominoacute 100BaseVG

Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea

3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable

consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda

3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten

denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito

4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente

sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet

utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es

lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)

VELOCIDAD

En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea

circulan a la velocidad de 10 Mbps

Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades

superiores tanto de 20 como de 100 Mbps

Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes

de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios

usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-

Windows

De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que

actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 6: Trabajo Ethernet

Este esquema asegura que todos los bits presentan una transicioacuten en la parte media

proporcionando asiacute un excelente sincronismo entre el receptor y el transmisor Una

desventaja de este tipo de transmisioacuten es que se necesita el doble del ancho de banda

para la misma informacioacuten que el meacutetodo convencional

La codificacioacuten diferencial Manchester es una variacioacuten puesto que en ella un bit de

valor 1 se indica por la ausencia de transicioacuten al inicio del intervalo mientras que un bit 0

se indica por la presencia de una transicioacuten en el inicio existiendo siempre una transicioacuten

en el centro del intervalo El esquema diferencial requiere un equipo maacutes sofisticado pero

ofrece una mayor inmunidad al ruido El Manchester Diferencial tiene como ventajas

adicionales las derivadas de la utilizacioacuten de una aproximacioacuten diferencial

Todas las teacutecnicas bifase fuerzan al menos una transicioacuten por cada bit pudiendo tener

hasta dos en ese mismos periodo Por tanto la maacutexima velocidad de modulacioacuten es el

doble que en los NRZ esto significa que el ancho de bandoa necesario es mayor No

obstante los esquemas bifase tienes varias ventajas

raquo Sincronizacioacuten debido a la transicioacuten que siempre ocurre durante el intervalo de

duracioacuten correspondiente a un bit el receptor puede sincronizarse usando dicha

transicioacuten Debido a esta caracteriacutestica los coacutedigos bifase se denominan auto-

sincronizados

raquo No tienen componente en continua

raquo Deteccioacuten de errores se pueden detectar errores si se detecta una ausencia de la

transicioacuten esperada en la mitad del intervalo Para que el ruido produjera un error no

detectado tendriacutea que intervenir la sentildeal antes y despueacutes de la transicioacuten

Los coacutedigos bifase se usan con frecuencia en los esquemas de transmisioacuten de datos

Unos de los maacutes conocidos es el coacutedigo Manchestes que se ha elegido como parte de la

especificacioacuten de la normalizacioacuten IEEE 8023 para la transmisioacuten en redes LAN con un bus

CSMACD usando cable coaxial en banda base o par trenzado El Manchester Diferencial

se ha elegido en la normalizacioacuten IEEE 8025 para redes LAN en anillo con paso de testigo

en las que se usan pares trenzados apantallados

8 Arquitectura de Ethernet

Los elementos de una red Ethernet son los nodos de red y el medio de interconexioacuten Los

nodos de red pueden clasificarse en dos grandes grupos Equipo Terminal de Datos (DTE) y

Equipo de Comunicacioacuten de Datos (DCE) Los DTE son dispositivos de red que generan o

que son el destino de los datos como las PCs las estaciones de trabajo los servidores de

archivos los servidores de impresioacuten todos son parte del grupo de las estaciones finales

Los DCE son los dispositivos de red intermediarios que reciben y retransmiten las tramas

dentro de la red pueden ser ruteadores conmutadores (switch) concentradores (hub)

repetidores o interfaces de comunicacioacuten ej un moacutedem o una tarjeta de interface

NIC o Tarjeta de Interfaz de Red|Adaptador - permite que una computadora acceda a

una red local Cada tarjeta tiene una uacutenica direccioacuten MAC que la identifica en la red

Una computadora conectada a una red se denomina nodo

Repetidor o repeater - aumenta el alcance de una conexioacuten fiacutesica recibiendo las

sentildeales y retransmitieacutendolas para evitar su degradacioacuten a traveacutes del medio de

transmisioacuten lograacutendose un alcance mayor Usualmente se usa para unir dos aacutereas

locales de igual tecnologiacutea y soacutelo tiene dos puertos Opera en la capa fiacutesica del modelo

OSI

Concentrador o hub - funciona como un repetidor pero permite la interconexioacuten de

muacuteltiples nodos Su funcionamiento es relativamente simple pues recibe una trama de

ethernet por uno de sus puertos y la repite por todos sus puertos restantes sin

ejecutar ninguacuten proceso sobre las mismas Opera en la capa fiacutesica del modelo OSI

Puente o bridge - interconecta segmentos de red haciendo el cambio de frames

(tramas) entre las redes de acuerdo con una tabla de direcciones que le dice en queacute

segmento estaacute ubicada una direccioacuten MAC dada

Conexiones en un switch Ethernet

Conmutador o Switch - funciona como el bridge pero permite la interconexioacuten de

muacuteltiples segmentos de red funciona en velocidades maacutes raacutepidas y es maacutes sofisticado

Los switches pueden tener otras funcionalidades como redes virtuales y permiten su

configuracioacuten a traveacutes de la propia red Funciona baacutesicamente en la capa fiacutesica y sirve

como enlace de datos del modelo OSI Por esto son capaces de procesar informacioacuten

de las tramas su funcionalidad maacutes importante es en las tablas de direccioacuten Por ej

una computadora conectada al puerto 1 del conmutador enviacutea una trama a otra

computadora conectada al puerto 2 el switch recibe la trama y la transmite a todos

sus puertos excepto aquel por donde la recibioacute la computadora 2 recibiraacute el mensaje

y eventualmente lo responderaacute generando traacutefico en el sentido contrario ahora el

switch conoceraacute las direcciones MAC de las computadoras en el puerto 1 y 2 cuando

reciba otra trama con direccioacuten de destino de alguna de ellas soacutelo transmitiraacute la trama

a dicho puerto disminuyendo asiacute el traacutefico de la red y contribuyendo al buen

funcionamiento de la misma

Arquitectura (estructura loacutegica)

La arquitectura Ethernet puede definirse como una red de conmutacioacuten de paquetes de

acceso muacuteltiple (medio compartido) y difusioacuten amplia (Broadcast) que utiliza un medio

pasivo y sin ninguacuten control central Proporciona deteccioacuten de errores pero no

correccioacuten El acceso al medio (de transmisioacuten) estaacute gobernado desde las propias

estaciones mediante un esquema de arbitraje estadiacutestico

Los paquetes de datos transmitidos alcanzan a todas las estaciones (difusioacuten amplia)

siendo cada estacioacuten responsable de reconocer la direccioacuten contenida en cada paquete y

aceptar los que sean dirigidos a ella [3]

Ethernet realiza varias funciones que incluyen empaquetado y desempaquetado de los

datagramas manejo del enlace codificacioacuten y decodificacioacuten de datos y acceso al canal

El manejador del enlace es responsable de vigilar el mecanismo de colisiones escuchando

hasta que el medio de transmisioacuten estaacute libre antes de iniciar una transmisioacuten (solo un

usuario utiliza la transmisioacuten cada vez -Banda base-) El manejo de colisiones se realiza

deteniendo la transmisioacuten y esperando un cierto tiempo antes de intentarla de nuevo

Existe un mecanismo por el que se enviacutean paquetes a intervalos no estaacutendar lo que evita

que otras estaciones puedan comunicar Es lo que se denomina captura del canal

Funciones de la Arquitectura Ethernet

Encapsulacion de datos

Formacioacuten de la trama estableciendo la delimitacioacuten correspondiente

Direccionamiento del nodo fuente y destino

Deteccioacuten de errores en el canal de transmisioacuten

Manejo de Enlace

Asignacioacuten de canal

Resolucioacuten de contencioacuten manejando colisiones

Codificacioacuten de los Datos

Generacioacuten y extraccioacuten del preaacutembulo para fines de sincronizacioacuten

Codificacioacuten y decodificacioacuten de bits

Acceso al Canal

Transmisioacuten Recepcioacuten de los bits codificados

Sensibilidad de portadora indicando trafico sobre el canal

Deteccioacuten de colisiones indicando contencioacuten sobre el canal

Formato de Trama

En una red ethernet cada elemento del sistema tiene una direccioacuten uacutenica de 48

bits y la informacioacuten es transmitida serialmente en grupos de bits denominados

tramas Las tramas incluyen los datos a ser enviados la direccioacuten de la estacioacuten

que debe recibirlos y la direccioacuten de la estacioacuten que los transmite

Cada interface ethernet monitorea el medio de transmisioacuten antes de una

transmisioacuten para asegurar que no esteacute en uso y durante la transmisioacuten para

detectar cualquier interferencia

En caso de alguna interferencia durante la transmisioacuten las tramas son enviadas

nuevamente cuando el medio esteacute disponible Para recibir los datos cada estacioacuten

reconoce su propia direccioacuten y acepta las tramas con esa direccioacuten mientras ignora

las demaacutes

El tamantildeo de trama permitido sin incluir el preaacutembulo puede ser desde 64 a 1518

octetos Las tramas fuera de este rango son consideradas invalidas

Campos que Componen la Trama

El preaacutembulo Inicia o encabeza la trama con ocho octetos formando un patroacuten de 1010

que termina en 10101011 Este campo provee sincronizacioacuten y marca el limite de trama

Direccioacuten destino Sigue al preaacutembulo o identifica la estacioacuten destino que debe recibir la

trama mediante seis octetos que pueden definir una direccioacuten de nivel fiacutesico o muacuteltiples

direcciones lo cual es determinado mediante el bit de menos significacioacuten del primer byte

de este campo Para una direccioacuten de nivel fiacutesico este es puesto en 0 loacutegico y la misma es

uacutenica a traveacutes de toda la red ethernet Una direccioacuten muacuteltiple puede ser dirigida a un

grupo de estaciones o a todas las estaciones y tiene el bit de menos significacioacuten en 1

loacutegico Para direccionar todas las estaciones de la red todos los bits del campo de

direccioacuten destino se ponen en 1 lo cual ofrece la combinacioacuten FFFFFFFFFFFFH

Direccioacuten fuente Este campo sigue al anterior Compuesto tambieacuten por seis octetos que

identifican la estacioacuten que origina la trama

Los campos de direccioacuten son ademaacutes subdivididos Los primeros tres octetos son

asignados a un fabricante y los tres octetos siguientes son asignados por el fabricante La

tarjeta de red podriacutea venir defectuosa pero la direccioacuten del nodo debe permanecer

consistente El chip de memoria ROM que contiene la direccioacuten original puede ser

removido de una tarjeta vieja para ser insertado en una nueva tarjeta o la direccioacuten

puede ser puesta en un registro mediante el disco de diagnostico de la tarjeta de

interfaces de red (NIC) Cualquiera que sea el meacutetodo utilizado se deber ser cuidadoso

para evitar alteracioacuten alguna en la administracioacuten de la red

Tipo Este es un campo de dos octetos que siguen al campo de direccioacuten fuente y

especifican el protocolo de alto nivel utilizado en el campo de datos Algunos tipos serian

0800H para TCPIP y 0600H para XNS

Campo de dato Contiene los datos de informacioacuten y es el uacutenico que tiene una longitud de

bytes variable que puede oscilar de un miacutenimo de 46 bytes a un maacuteximo de 1500 El

contenido de ese campo es completamente arbitrario y es determinado por el protocolo

de alto nivel usado

Frame Check Secuence Este viene a ser el ultimo campo de la trama compuesto por 32

bits que son usados por la verificacioacuten de errores en la transmisioacuten mediante el meacutetodo

CRC considerando los campo de direccioacuten tipo y de dato

Caracteriacutesticas

La codificacioacuten Manchester provee una forma simple de codificar secuencias de

bits incluso cuando hay largas secuencias de periodos sin transiciones de nivel que

puedan significar la peacuterdida de sincronizacioacuten o incluso errores en las secuencias

de bits

Este tipo de codificacioacuten nos asegura que la componente continua de las sentildeales es

cero si se emplean valores positivos y negativos

La codificacioacuten Manchester es una forma de codificacioacuten altamente fiable

El requerimiento del ancho de banda para la codificacioacuten Manchester es el doble

comparado en las comunicaciones asiacutencronas y el espectro de la sentildeal es

considerablemente mas ancho

Definicioacuten

El estaacutendar IEEE 8023 especifica el meacutetodo de control del medio (MAC) denominado The

physical layer and the Data Link layer standardized by IEEE 8023 are intended to

correspond closely to the lowest layers of the ISO Model for Open Systems

Interconnection (see ) [3]CSMACD siglas que corresponden a Carrier Sense Multiple

Access with Collision Deteccioacuten (en espantildeol Meacutetodo de acceso Muacuteltiple por Deteccioacuten de

Portadora con Deteccioacuten de Colisiones) es una teacutecnica usada en redes Ethernet para

mejorar sus prestaciones Anteriormente a esta teacutecnica se usaron las de Aloha puro (El

protocolo ALOHA es un protocolo del nivel de enlace de datos para redes de aacuterea local con

topologiacutea de difusioacutenLa primera versioacuten del protocolo era baacutesica

Si tienes datos que enviar enviacutealos

Si el mensaje colisiona con otra transmisioacuten intenta reenviarlos maacutes tarde)

Tambien usaron el Aloha ranurado (con la uacutenica diferencia de que las estaciones soacutelo

pueden transmitir en unos determinados instantes de tiempo o slotspero ambas

presentaban muy bajas prestaciones Por eso aparecioacute en primer lugar la teacutecnica

CSMA (el escuchar el medio para saber si existe presencia de portadora en los

momentos en los que se ocupa el canal

El fin es evitar colisiones es decir que dos host hablen al mismo tiempo Por otro lado

define el procedimento que estos dos host deben seguir si llegasen a usar el mismo

medio de forma simultaacutenea)

CSMACD sucede cuando se utiliza un medio de acceso muacuteltiple y que la estacioacuten que

desea emitir previamente escucha el canal antes de emitir Lo cual es el protocolo de

sentildeal eleacutectrica

TIPOS DE PROTOCOLOS CON DETECCIOacuteN DE PORTADORA

En los mecanismos de acceso al medio con deteccioacuten de portadora como los CSMA

(Carrier Sense Multiple Access) el control de acceso al medio de transmisioacuten se distribuye

completamente entre todas las estaciones Una estacioacuten que quiere transmitir escucha la

liacutenea para detectar si otra estaacute transmitiendo Si el canal estaacute vaciacuteo la estacioacuten transmite

pero si estaacute ocupado debe esperar un cierto tiempo antes de intentarlo de nuevo Hay tres

algoritmos para determinar cuando se vuelve a intentar la transmisioacuten tras encontrar

ocupado el canal

CSMA 1-PERSISTENTE

CSMA NO PERSISTENTE

CSMA P-PERSISTENTE

CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN

CSMA 1-PERSISTENTE

El protocolo CSMA 1-persistente funciona de la siguiente forma cuando tiene que

transmitir un frame primero escucha el canal y si estaacute libre enviacutea el frame caso contrario

espera a que se libere y en ese momento lo enviacutea Se denomina CSMA 1-persistente

porque existe la probabilidad 1 es decir certeza de que el frame se transmitiraacute cuando el

canal esteacute libre En una situacioacuten real con alto traacutefico es muy posible que cuando un nodo

termine de transmitir existan varios esperando enviar sus datos y con CSMA 1-persistente

todos los frames seraacuten emitidos a la vez y colisionaraacuten pudieacutendose repetir el proceso

varias veces con la consiguiente degradacioacuten del rendimiento Una colisioacuten ocurriraacute

aunque no empiecen a transmitir exactamente a la vez basta simplemente con que dos

nodos empiecen a transmitir con una diferencia de tiempos menor que la distancia que los

separa ya que en tal caso ambos detectaraacuten el canal libre en el momento de iniciar la

transmisioacuten Se deduce entonces que en este tipo de redes el retardo de propagacioacuten de

la sentildeal puede tener un efecto importante en el rendimiento El rendimiento obtenido con

este protocolo puede llegar al 55 con un grado de ocupacioacuten del 100

CSMA NO PERSISTENTE

Antes de enviar se escucha el canal si el canal estaacute libre se transmite el frame Si estaacute

ocupado en vez de quedarse escuchando se espera un tiempo aleatorio que viene dado

por un algoritmo llamado de backoff despueacutes del cual se repite el proceso El protocolo

tiene una menor eficiencia que CSMA 1-persistente para traacuteficos moderados pues

introduce una mayor latencia sin embargo se comporta mejor en situaciones de traacutefico

intenso ya que evita las colisiones producidas por las estaciones que se encuentran a la

espera de que termine la transmisioacuten de un frame en un momento dado

CSMA P-PERSISTENTE

Utiliza intervalos de tiempo y funciona de la siguiente manera cuando el nodo tiene

algo que enviar primero escucha el canal si estaacute ocupado espera un tiempo aleatorio

Cuando el canal estaacute libre se selecciona un nuacutemero aleatorio con distribucioacuten uniforme

entre 0 y 1 si el nuacutemero es menor que p el frame es transmitido En caso contrario se

espera el siguiente slot de tiempo para transmitir y repite el algoritmo hasta que el frame

es transmitido o bien otro nodo utiliza en canal en cuyo caso se espera un tiempo

aleatorio y empieza de nuevo el proceso desde el principio La eficiencia del protocolo es

en general superior a la de CSMA 1-persistente y CSMA no persistente

CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN

Un problema con los protocolos anteriores es que una vez se ha empezado a transmitir

un frame se sigue transmitiendo auacuten cuando se detecte una colisioacuten Como es maacutes

eficiente dejar de transmitir y esperar un tiempo aleatorio para volver a hacerlo los

protocolos de acceso muacuteltiple por deteccioacuten de portadora con deteccioacuten de colisiones o

CSMACD implementan esta mejora

Estados de

una red CSMACD

En una red CSMACD la uacutenica circunstancia en la que puede producirse una colisioacuten es

cuando dos hosts empiezan a transmitir a la vez o con una diferencia de tiempo lo

bastante pequentildea como para que la sentildeal de uno no haya podido llegar al otro antes de

que eacuteste empiece a transmitir En palabras simples el nodo no alcanzoacute a escuchar que

otro nodo ya comenzoacute la transmisioacuten producto del retardo de propagacioacuten de la sentildeal

A este periodo de tiempo se le llama PERIODO DE CONTIENDA y corresponde a uno de

los tres posibles estados que tiene una red CSMACD los otros dos estados son los de

transmisioacuten y estado libre

Deteccioacuten de portadora

La deteccioacuten de portadora es utilizada para escuchar al medio (la portadora) para ver si se

encuentra libre Si la portadora se encuentra libre los datos son pasados a la capa fiacutesica

para su transmisioacuten Si la portadora estaacute ocupada se monitorea hasta que se libere

Deteccioacuten de colisiones

Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten

Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto

ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten

La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se

enteren de que ha ocurrido una colisioacuten

Caracteriacutesticas de CSMACD

1 El primer paso a la hora de transmitir seraacute saber si el medio estaacute libre Para eso

escuchamos lo que dicen los demaacutes Si el medio esta tranquilo (ninguna otra estacioacuten esta

transmitiendo) se enviacutea la transmisioacuten

2 Cuando dos o maacutes estaciones tienen mensajes para enviar es posible que transmitan casi

en el mismo instante resultando en una colisioacuten en la red

3 Cuando se produce una colisioacuten todas las estaciones receptoras ignoran la transmisioacuten

confusa

4 Si un dispositivo de transmisioacuten detecta una colisioacuten enviacutea una sentildeal de expansioacuten para

notificar a todos los dispositivos conectados que ha ocurrido una colisioacutendenominada

jamming

5 Las estaciones transmisoras detienen sus transmisiones tan pronto como detectan la

colisioacuten

6 Despueacutes de una colisioacuten (Los host que intervienen en la colisioacuten invocan un algoritmo de

postergacioacuten que genera un tiempo aleatorio) las estaciones esperan un tiempo aleatorio

(tiempo de backoff) para volver a transmitir una trama

En el meacutetodo de acceso CSMACD los dispositivos de red que tienen datos para transmitir

funcionan en el modo escuchar antes de transmitir Esto significa que cuando un nodo

desea enviar datos primero debe determinar si los medios de red estaacuten ocupados o no

En redes inalaacutembricas resulta a veces complicado llevar a cabo el primer paso (escuchar al

medio para determinar si estaacute libre o no) Por este motivo surgen dos problemas que

pueden ser detectados

1 Problema del nodo oculto la estacioacuten cree que el medio estaacute libre cuando en

realidad no lo estaacute pues estaacute siendo utilizado por otro nodo al que la estacioacuten no

oye

2 Problema del nodo expuesto la estacioacuten cree que el medio estaacute ocupado

cuando en realidad lo estaacute ocupando otro nodo que no interfeririacutea en su

transmisioacuten a otro destino

Para resolver estos problemas la IEEE 80211 propone MACA (MultiAccess Collision

Avoidance ndash Evitacioacuten de Colisioacuten por Acceso Muacuteltiple)

CSMA CD Meacutetodo de acceso capacidades funcionales

El siguiente resumen muestra una referencia raacutepida de las

capacidades funcionales de CSMA CD sublayer MAC

En el marco de la transmisioacuten

aceptar los datos de la LLC sublayer y construir un marco

Presentar una serie de bits de datos a la capa fiacutesica para la

transmisioacuten en el medio

En el marco de la recepcioacuten

recibir una serie de bits de datos a partir de la capa fiacutesica

presentar a la LLC (enlace logico de control)sublayer marcos

aplazar el enviacuteo de un flujo de bits de serie cada vez que el

soporte fiacutesico estaacute ocupado

FCS adecuado antildeadir valor a los marcos de salida y verificar la

alineacioacuten completa octeto frontera

controles de los marcos de errores de transmisioacuten por medio

de FCS y verifica la alineacioacuten octeto frontera

retrasar la transmisioacuten de bits de marco para el intervalo

entre periacuteodo especificado

detener la transmisioacuten cuando se detecte colisioacuten

se garantiza la propagacioacuten en toda la red mediante el enviacuteo

de mensaje de atasco

descartar la transmisioacuten que se recibieron menos de una

longitud miacutenima

TRAMA DE TRANSMICION CSMACD

Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con

un indicador de sentildeal de comienzo de la trama

El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito

de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de

transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el

direccionamiento

El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten

Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas

El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos

emisor y receptor

El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos

Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener

una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y

destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada

El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten

dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es

conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de

multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es

Conocida como direccioacuten de difusioacuten

La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten

El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a

continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los

casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)

El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud

variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes

Un campo pad o campo de relleno es usado para asegurar que la trama alcance la

longitud miacutenima requerida Una trama debe contener miacutenimo un nuacutemero de bytes

para que las estaciones puedan detectar las colisiones con precisioacuten

Una secuencia de chequeo de trama es utilizada como mecanismo de control de

errores

Cuando el dispositivo emisor ensambla la trama realiza un caacutelculo en los bits de la

trama El algoritmo usado para realizar este caacutelculo siempre genera como salida un

valor de 4 bytes El dispositivo emisor almacena este valor en el campo de chequeo

de secuencia de la trama

Cuando el receptor recibe la trama realiza el mismo caacutelculo y compara el resultado

con el del campo de chequeo de secuencia de la trama Si los dos valores

coinciden la transmisioacuten se asume como correcta Si los dos valores son

diferentes el dispositivo de destino solicita una retransmisioacuten de la trama

ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS

La funcioacuten de encapsulacioacuten y desencapsulacioacuten de datos es llevada a cabo por la subcapa

MAC Este proceso es responsable de las funciones de direccionamiento y del chequeo de

errores

ENCAPSULADO

El encapsulado es realizado por la estacioacuten emisora El encapsulado es el acto de agregar

informacioacuten direcciones y bytes para el control de errores al comienzo y al final de la

unidad de datos transmitidos Esto es realizado luego que los datos son recibidos por la

Subcapa de control de enlace loacutegico (LLC) La informacioacuten antildeadida es necesaria para

realizar las siguientes tareas

Sincronizar la estacioacuten receptora con la sentildeal

Indicar el comienzo y el fin de la trama

Identificar las direcciones tanto de la estacioacuten emisora como la receptora

Detectar errores en la transmisioacuten

Ejemplo ENCAPSULADO DE DATOS EN EL MODELO DE REFERENCIA OSI

Lo que sigue es una descripcioacuten del proceso de encapsulado de datos en una pila de

protocolo en nuestro caso TCPIP

Las capas del modelo osi se comunican entre siacute utilizando las PDU (protocol data unit) que

especifican que informacioacuten debe agregarse como encabezado o final de los datos que

ingresan a la capa Analizamos el paso de los datos por las 4 uacuteltimas capas del modelo

( transporte red enlace de datos fiacutesica)

Cuando los datos bajan de la capa sesioacuten la PDU de la capa de transporte exige el

agregado del encabezado de protocolo TCP La capa siguiente agrega el encabezado IP Al

bajar a la capa de Enlace el encabezado que se agrega depende de la implementacioacuten de

Ethernet que se esteacute utilizando Si la implementacioacuten es ETHERNET II se agrega solamente

un encabezado MAC si la implementacioacuten es IEEE 8023 8022 se agregan 2

encabezados LLC de la subcapa superior (Logical Link Control) y MAC (Media Access

Control) de la subcapa inferior para luego pasar a la capa Fiacutesica convertido en sentildeales

eleacutectricas

DESENCAPSULADO

El desencapsulado es realizado por la estacioacuten receptora Cuando es recibida una trama la

estacioacuten receptora es responsable de realizar las siguientes tareas

Reconocer la direccioacuten de destino y determinar si coincide con su propia direccioacuten

Realizar la verificacioacuten de errores

Remover la informacioacuten de control que fue antildeadida por la funcioacuten de encapsulado

de datos en la estacioacuten emisora

ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO

La funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es realizada por la subcapa MAC

En la estacioacuten emisora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable de

determinar si el canal de comunicacioacuten se encuentra disponible Si el canal se encuentra

disponible puede iniciarse la transmisioacuten de datos

Adicionalote la funcioacuten de administracioacuten es responsable de determinar que accioacuten

deberaacute tomarse en caso de detectarse una colisioacuten y cuando intentaraacute retransmitir

En la estacioacuten receptora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable

de realizar las comprobaciones de validacioacuten en la trama antes de pasarla a la funcioacuten de

desencapsulado

CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS

La funcioacuten de codificacioacutendecodificacioacuten es realizada en la capa fiacutesica Esta funcioacuten es

responsable de obtener la forma eleacutectrica u oacuteptica de los datos que se van a transmitir en

el medio

La codificacioacuten de datos es realizada por la estacioacuten emisora Esta es responsable de

traducir los bits a sus correspondientes sentildeales eleacutectricas u oacutepticas para ser trasladadas a

traveacutes del medio Adicionalmente esta funcioacuten es responsable de escuchar el medio y

notificar al la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio si el medio se encuentra libre

ocupado o se ha detectado una colisioacuten

veremos algunas teacutecnicas para codificar datos en sentildeales digitales Recordemos que una

sentildeal digital es una secuencia de niveles de tensioacuten discretos cada uno de ellos es un

elemento de la sentildeal Las teacutecnicas de codificacioacuten convierten cada bit de datos 0 o 1 en

elementos de sentildeal buscando ciertas ventajas o caracteriacutestica de la misma

iquestQueacute es lo que buscamos cuando queremos transmitir Pues de normal que la velocidad

de transmisioacuten sea elevada y que el nuacutemero de errores pequentildeo Pero tambieacuten que el

medio que utilicemos sea barato Por desgracia todo a la vez es imposible canales con

mayor ancho de banda aumentaraacuten la velocidad de transmisioacuten y si estaacuten bien

apantallados podraacuten transmitir a grandes distancias sin apenas ruido iexclpero eso es muy

caro iquestDe queacute manera puede ayudar la forma de la sentildeal

(Un poco maacutes de

vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten

soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos

lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas

Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama

transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos

La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la

traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits

TRAMA DE TRANSMICION CSMACD

Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con

un indicador de sentildeal de comienzo de la trama

El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito

de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de

transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el

direccionamiento

El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten

Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas

El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos

emisor y receptor

El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos

El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits

10101011

Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener

una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y

destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada

El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten

dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es

conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de

multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es

conocida como direccioacuten de difusioacuten

La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten

El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a

continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los

casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)

El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud

variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes

4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)

Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red

Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits

transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un

nuacutemero negativo y una potencia de 10

Se calcula con la siguiente formula

BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS

Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por

ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3

actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER

se consigue tiacutepicamente en 10^ -12

VALORES DE BER TIPICOS

Ethernet 10BASE-5 lt10^-8

Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10

Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11

Fiber Channel SONETSDHlt10^-12

GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8

CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7

5 TOPOLOGIAS

Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los

diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos

especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden

interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental

que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los

diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La

topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el

nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc

Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea

1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y

cableado (los medios) en la red

2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del

medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y

transmisioacuten de tokens (Token Ring)

3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones

La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia

todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para

utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento

en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten

de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a

cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la

red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host

y el proceso se vuelve a repetir

Topologiacutea de la Red Ethernet

La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo

de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se

conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos

forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal

La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el

cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de

cableado

TOPOLOGIA EN BUS

La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo

segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la

combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta

estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y

no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo

de estaciones de la red se fija en 1024

Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media

pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es

completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la

red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet

pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que

transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros

10-BASE-5

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto

Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados

transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo

agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del

cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la

estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la

interfaz se comunica con la computadora

Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que

acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una

tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el

transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso

llevar un microprocesador para controlar las transferencias

Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores

BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC

conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces

utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es

maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es

de 185 metros

10-BASE-2

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador

Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca

un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el

conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los

extremos si este se conecta directamente a un repetidor

TOPOLOGIA EN ESTRELLA

El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que

cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese

segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en

estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a

un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una

para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El

cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado

El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la

expansioacuten de la red

CONECTOR RJ-45

Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de

ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los

pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En

algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo

se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador

sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs

utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red

10-BASE-T

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico

Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas

10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios

Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia

entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-

BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con

un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red

Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se

puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la

conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos

casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores

5 Trama de red

En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de

datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos

especialmente en el Nivel de enlace de datos

Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten

chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de

datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel

de red

Formato de la trama de Ethernet

Trama DIX

Ethernet

Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS

8 bytes 6 bytes6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes

2 oacute 4

bytes

Trama IEEE

8023

Preaacutembul

oSOF Destino Origen

Longitu

dDatos Relleno FCS

7 bytes1

byte6 bytes

6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes4 bytes

Preaacutembulo

Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y

estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo

es

10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010

Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester

representan una forma de onda perioacutedica

SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama

Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s

consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes

significativo del campo de direccioacuten MAC de destino

Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor

debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF

Direccioacuten de destino

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se

enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast

o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar

si debe aceptar el paquete

Direccioacuten de origen

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se

enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la

direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos

Tipo

Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el

paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos

interpreta este campo

Datos

Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de

valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este

campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de

niveles superiores

FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)

Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de

Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el

receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la

trama

Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama

- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica

- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y

realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un

byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios

- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de

datos para obtener una suma

7 componentes de Ethernet

Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio

Ethernet a mano maacutes apropiado

Hay cuatro tipos principales de medios en uso

Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5

Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en

determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)

Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04

pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)

relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta

su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o

grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero

permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias

Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2

Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar

Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas

(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en

empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a

interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso

Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)

sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero

requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino

tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se

utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos

Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T

Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla

adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes

frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco

mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo

del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su

costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con

plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin

embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias

electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado

con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps

Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-

repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las

aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o

10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las

situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una

preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes

cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica

La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de

longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que

de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre

Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que

seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se

puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten

Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la

flexibilidad de la tecnologiacutea

Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet

Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de

paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation

Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE

liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha

vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan

Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el

disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene

aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una

resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir

la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas

Figura 1

El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura

1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes

electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras

que se comunican en la red

La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un

dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un

transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del

cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre

un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada

en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro

del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se

corte y se inserte una lsquoTrsquo

Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un

transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio

del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador

anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta

madre) y se conecta con el transceptor

Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra

fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las

sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite

la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute

en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato

digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el

transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente

llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la

potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la

operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o

recibiendo

Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las

intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema

operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta

instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la

transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido

finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple

dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede

contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria

de la computadora y el cable ether)

En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de

una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e

instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura

2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante

Figura 2

Capacidad de las redes Ethernet

El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden

transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una

computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red

no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar

datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico

total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y

pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace

posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa

que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por

ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o

muchas computadoras que generan cargas ligeras

La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE

8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo

suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles

Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El

propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red

sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una

longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo

el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama

La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se

encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que

es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser

transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por

un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se

encuentran en el campo da datos

La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de

direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023

permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite

solo direcciones de 6 Bytes

El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE

8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet

Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de

los cables utilizados

10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet

10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet

10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una

velocidad de 10 Mbps

100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica

multimodo (la F es por Fiber)

100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)

1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad

de 1 gigabite por segundo

1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S

es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)

1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L

es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)

Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado

Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del

nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran

aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de

legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces

de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor

adaptacioacuten y transicioacuten

Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos

Velocidad de transmisioacuten

- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea

Tipo de cable

- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea

Longitud maacutexima

- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones

repetidoras)

Topologiacutea

- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados

con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o

switches (estrella conmutada)

A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes

importantes

Tecnologiacuteas Ethernet

Tecnologiacutea

Velocidad de

transmisioacuten Tipo de cable

Distancia

maacutexima Topologiacutea

10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)

10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m

Estrella (Hub o

Switch)

10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o

Switch)

100BaseT4 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 3UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseTX 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 5UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m

No permite el uso de

hubs

1000BaseT 1000Mbps

4 pares trenzado

(categoriacutea 5e oacute

6UTP ) 100 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseSX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(multimodo) 550 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseLX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(monomodo) 5000 m

Estrella Full Duplex

(switch)

10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los

estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad

nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet

El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y

WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en

una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023

Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten

8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN

PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se

puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103

Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas

Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c

10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre

cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo

del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica

multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)

10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand

4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un

router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance

10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre

240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra

mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm

10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra

mono-modo (usando 1310nm)

10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre

fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido

interfaces enchufables de hasta 80-km

10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625

microm

10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado

para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera

SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-

ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas

distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)

Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado

principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin

embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par

trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada

para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-

duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex

Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes

Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802

10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten

comercial

La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las

especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para

Ethernet de 100 Mbps

Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes

apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios

productos en el mercado

Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones

1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de

sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la

transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado

100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como

veremos a continuacioacuten)

Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue

utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que

puede seguir usando los mismos cables de par trenzado

2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por

otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)

y que se denominoacute 100BaseVG

Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea

3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable

consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda

3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten

denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito

4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente

sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet

utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es

lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)

VELOCIDAD

En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea

circulan a la velocidad de 10 Mbps

Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades

superiores tanto de 20 como de 100 Mbps

Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes

de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios

usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-

Windows

De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que

actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 7: Trabajo Ethernet

se ha elegido en la normalizacioacuten IEEE 8025 para redes LAN en anillo con paso de testigo

en las que se usan pares trenzados apantallados

8 Arquitectura de Ethernet

Los elementos de una red Ethernet son los nodos de red y el medio de interconexioacuten Los

nodos de red pueden clasificarse en dos grandes grupos Equipo Terminal de Datos (DTE) y

Equipo de Comunicacioacuten de Datos (DCE) Los DTE son dispositivos de red que generan o

que son el destino de los datos como las PCs las estaciones de trabajo los servidores de

archivos los servidores de impresioacuten todos son parte del grupo de las estaciones finales

Los DCE son los dispositivos de red intermediarios que reciben y retransmiten las tramas

dentro de la red pueden ser ruteadores conmutadores (switch) concentradores (hub)

repetidores o interfaces de comunicacioacuten ej un moacutedem o una tarjeta de interface

NIC o Tarjeta de Interfaz de Red|Adaptador - permite que una computadora acceda a

una red local Cada tarjeta tiene una uacutenica direccioacuten MAC que la identifica en la red

Una computadora conectada a una red se denomina nodo

Repetidor o repeater - aumenta el alcance de una conexioacuten fiacutesica recibiendo las

sentildeales y retransmitieacutendolas para evitar su degradacioacuten a traveacutes del medio de

transmisioacuten lograacutendose un alcance mayor Usualmente se usa para unir dos aacutereas

locales de igual tecnologiacutea y soacutelo tiene dos puertos Opera en la capa fiacutesica del modelo

OSI

Concentrador o hub - funciona como un repetidor pero permite la interconexioacuten de

muacuteltiples nodos Su funcionamiento es relativamente simple pues recibe una trama de

ethernet por uno de sus puertos y la repite por todos sus puertos restantes sin

ejecutar ninguacuten proceso sobre las mismas Opera en la capa fiacutesica del modelo OSI

Puente o bridge - interconecta segmentos de red haciendo el cambio de frames

(tramas) entre las redes de acuerdo con una tabla de direcciones que le dice en queacute

segmento estaacute ubicada una direccioacuten MAC dada

Conexiones en un switch Ethernet

Conmutador o Switch - funciona como el bridge pero permite la interconexioacuten de

muacuteltiples segmentos de red funciona en velocidades maacutes raacutepidas y es maacutes sofisticado

Los switches pueden tener otras funcionalidades como redes virtuales y permiten su

configuracioacuten a traveacutes de la propia red Funciona baacutesicamente en la capa fiacutesica y sirve

como enlace de datos del modelo OSI Por esto son capaces de procesar informacioacuten

de las tramas su funcionalidad maacutes importante es en las tablas de direccioacuten Por ej

una computadora conectada al puerto 1 del conmutador enviacutea una trama a otra

computadora conectada al puerto 2 el switch recibe la trama y la transmite a todos

sus puertos excepto aquel por donde la recibioacute la computadora 2 recibiraacute el mensaje

y eventualmente lo responderaacute generando traacutefico en el sentido contrario ahora el

switch conoceraacute las direcciones MAC de las computadoras en el puerto 1 y 2 cuando

reciba otra trama con direccioacuten de destino de alguna de ellas soacutelo transmitiraacute la trama

a dicho puerto disminuyendo asiacute el traacutefico de la red y contribuyendo al buen

funcionamiento de la misma

Arquitectura (estructura loacutegica)

La arquitectura Ethernet puede definirse como una red de conmutacioacuten de paquetes de

acceso muacuteltiple (medio compartido) y difusioacuten amplia (Broadcast) que utiliza un medio

pasivo y sin ninguacuten control central Proporciona deteccioacuten de errores pero no

correccioacuten El acceso al medio (de transmisioacuten) estaacute gobernado desde las propias

estaciones mediante un esquema de arbitraje estadiacutestico

Los paquetes de datos transmitidos alcanzan a todas las estaciones (difusioacuten amplia)

siendo cada estacioacuten responsable de reconocer la direccioacuten contenida en cada paquete y

aceptar los que sean dirigidos a ella [3]

Ethernet realiza varias funciones que incluyen empaquetado y desempaquetado de los

datagramas manejo del enlace codificacioacuten y decodificacioacuten de datos y acceso al canal

El manejador del enlace es responsable de vigilar el mecanismo de colisiones escuchando

hasta que el medio de transmisioacuten estaacute libre antes de iniciar una transmisioacuten (solo un

usuario utiliza la transmisioacuten cada vez -Banda base-) El manejo de colisiones se realiza

deteniendo la transmisioacuten y esperando un cierto tiempo antes de intentarla de nuevo

Existe un mecanismo por el que se enviacutean paquetes a intervalos no estaacutendar lo que evita

que otras estaciones puedan comunicar Es lo que se denomina captura del canal

Funciones de la Arquitectura Ethernet

Encapsulacion de datos

Formacioacuten de la trama estableciendo la delimitacioacuten correspondiente

Direccionamiento del nodo fuente y destino

Deteccioacuten de errores en el canal de transmisioacuten

Manejo de Enlace

Asignacioacuten de canal

Resolucioacuten de contencioacuten manejando colisiones

Codificacioacuten de los Datos

Generacioacuten y extraccioacuten del preaacutembulo para fines de sincronizacioacuten

Codificacioacuten y decodificacioacuten de bits

Acceso al Canal

Transmisioacuten Recepcioacuten de los bits codificados

Sensibilidad de portadora indicando trafico sobre el canal

Deteccioacuten de colisiones indicando contencioacuten sobre el canal

Formato de Trama

En una red ethernet cada elemento del sistema tiene una direccioacuten uacutenica de 48

bits y la informacioacuten es transmitida serialmente en grupos de bits denominados

tramas Las tramas incluyen los datos a ser enviados la direccioacuten de la estacioacuten

que debe recibirlos y la direccioacuten de la estacioacuten que los transmite

Cada interface ethernet monitorea el medio de transmisioacuten antes de una

transmisioacuten para asegurar que no esteacute en uso y durante la transmisioacuten para

detectar cualquier interferencia

En caso de alguna interferencia durante la transmisioacuten las tramas son enviadas

nuevamente cuando el medio esteacute disponible Para recibir los datos cada estacioacuten

reconoce su propia direccioacuten y acepta las tramas con esa direccioacuten mientras ignora

las demaacutes

El tamantildeo de trama permitido sin incluir el preaacutembulo puede ser desde 64 a 1518

octetos Las tramas fuera de este rango son consideradas invalidas

Campos que Componen la Trama

El preaacutembulo Inicia o encabeza la trama con ocho octetos formando un patroacuten de 1010

que termina en 10101011 Este campo provee sincronizacioacuten y marca el limite de trama

Direccioacuten destino Sigue al preaacutembulo o identifica la estacioacuten destino que debe recibir la

trama mediante seis octetos que pueden definir una direccioacuten de nivel fiacutesico o muacuteltiples

direcciones lo cual es determinado mediante el bit de menos significacioacuten del primer byte

de este campo Para una direccioacuten de nivel fiacutesico este es puesto en 0 loacutegico y la misma es

uacutenica a traveacutes de toda la red ethernet Una direccioacuten muacuteltiple puede ser dirigida a un

grupo de estaciones o a todas las estaciones y tiene el bit de menos significacioacuten en 1

loacutegico Para direccionar todas las estaciones de la red todos los bits del campo de

direccioacuten destino se ponen en 1 lo cual ofrece la combinacioacuten FFFFFFFFFFFFH

Direccioacuten fuente Este campo sigue al anterior Compuesto tambieacuten por seis octetos que

identifican la estacioacuten que origina la trama

Los campos de direccioacuten son ademaacutes subdivididos Los primeros tres octetos son

asignados a un fabricante y los tres octetos siguientes son asignados por el fabricante La

tarjeta de red podriacutea venir defectuosa pero la direccioacuten del nodo debe permanecer

consistente El chip de memoria ROM que contiene la direccioacuten original puede ser

removido de una tarjeta vieja para ser insertado en una nueva tarjeta o la direccioacuten

puede ser puesta en un registro mediante el disco de diagnostico de la tarjeta de

interfaces de red (NIC) Cualquiera que sea el meacutetodo utilizado se deber ser cuidadoso

para evitar alteracioacuten alguna en la administracioacuten de la red

Tipo Este es un campo de dos octetos que siguen al campo de direccioacuten fuente y

especifican el protocolo de alto nivel utilizado en el campo de datos Algunos tipos serian

0800H para TCPIP y 0600H para XNS

Campo de dato Contiene los datos de informacioacuten y es el uacutenico que tiene una longitud de

bytes variable que puede oscilar de un miacutenimo de 46 bytes a un maacuteximo de 1500 El

contenido de ese campo es completamente arbitrario y es determinado por el protocolo

de alto nivel usado

Frame Check Secuence Este viene a ser el ultimo campo de la trama compuesto por 32

bits que son usados por la verificacioacuten de errores en la transmisioacuten mediante el meacutetodo

CRC considerando los campo de direccioacuten tipo y de dato

Caracteriacutesticas

La codificacioacuten Manchester provee una forma simple de codificar secuencias de

bits incluso cuando hay largas secuencias de periodos sin transiciones de nivel que

puedan significar la peacuterdida de sincronizacioacuten o incluso errores en las secuencias

de bits

Este tipo de codificacioacuten nos asegura que la componente continua de las sentildeales es

cero si se emplean valores positivos y negativos

La codificacioacuten Manchester es una forma de codificacioacuten altamente fiable

El requerimiento del ancho de banda para la codificacioacuten Manchester es el doble

comparado en las comunicaciones asiacutencronas y el espectro de la sentildeal es

considerablemente mas ancho

Definicioacuten

El estaacutendar IEEE 8023 especifica el meacutetodo de control del medio (MAC) denominado The

physical layer and the Data Link layer standardized by IEEE 8023 are intended to

correspond closely to the lowest layers of the ISO Model for Open Systems

Interconnection (see ) [3]CSMACD siglas que corresponden a Carrier Sense Multiple

Access with Collision Deteccioacuten (en espantildeol Meacutetodo de acceso Muacuteltiple por Deteccioacuten de

Portadora con Deteccioacuten de Colisiones) es una teacutecnica usada en redes Ethernet para

mejorar sus prestaciones Anteriormente a esta teacutecnica se usaron las de Aloha puro (El

protocolo ALOHA es un protocolo del nivel de enlace de datos para redes de aacuterea local con

topologiacutea de difusioacutenLa primera versioacuten del protocolo era baacutesica

Si tienes datos que enviar enviacutealos

Si el mensaje colisiona con otra transmisioacuten intenta reenviarlos maacutes tarde)

Tambien usaron el Aloha ranurado (con la uacutenica diferencia de que las estaciones soacutelo

pueden transmitir en unos determinados instantes de tiempo o slotspero ambas

presentaban muy bajas prestaciones Por eso aparecioacute en primer lugar la teacutecnica

CSMA (el escuchar el medio para saber si existe presencia de portadora en los

momentos en los que se ocupa el canal

El fin es evitar colisiones es decir que dos host hablen al mismo tiempo Por otro lado

define el procedimento que estos dos host deben seguir si llegasen a usar el mismo

medio de forma simultaacutenea)

CSMACD sucede cuando se utiliza un medio de acceso muacuteltiple y que la estacioacuten que

desea emitir previamente escucha el canal antes de emitir Lo cual es el protocolo de

sentildeal eleacutectrica

TIPOS DE PROTOCOLOS CON DETECCIOacuteN DE PORTADORA

En los mecanismos de acceso al medio con deteccioacuten de portadora como los CSMA

(Carrier Sense Multiple Access) el control de acceso al medio de transmisioacuten se distribuye

completamente entre todas las estaciones Una estacioacuten que quiere transmitir escucha la

liacutenea para detectar si otra estaacute transmitiendo Si el canal estaacute vaciacuteo la estacioacuten transmite

pero si estaacute ocupado debe esperar un cierto tiempo antes de intentarlo de nuevo Hay tres

algoritmos para determinar cuando se vuelve a intentar la transmisioacuten tras encontrar

ocupado el canal

CSMA 1-PERSISTENTE

CSMA NO PERSISTENTE

CSMA P-PERSISTENTE

CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN

CSMA 1-PERSISTENTE

El protocolo CSMA 1-persistente funciona de la siguiente forma cuando tiene que

transmitir un frame primero escucha el canal y si estaacute libre enviacutea el frame caso contrario

espera a que se libere y en ese momento lo enviacutea Se denomina CSMA 1-persistente

porque existe la probabilidad 1 es decir certeza de que el frame se transmitiraacute cuando el

canal esteacute libre En una situacioacuten real con alto traacutefico es muy posible que cuando un nodo

termine de transmitir existan varios esperando enviar sus datos y con CSMA 1-persistente

todos los frames seraacuten emitidos a la vez y colisionaraacuten pudieacutendose repetir el proceso

varias veces con la consiguiente degradacioacuten del rendimiento Una colisioacuten ocurriraacute

aunque no empiecen a transmitir exactamente a la vez basta simplemente con que dos

nodos empiecen a transmitir con una diferencia de tiempos menor que la distancia que los

separa ya que en tal caso ambos detectaraacuten el canal libre en el momento de iniciar la

transmisioacuten Se deduce entonces que en este tipo de redes el retardo de propagacioacuten de

la sentildeal puede tener un efecto importante en el rendimiento El rendimiento obtenido con

este protocolo puede llegar al 55 con un grado de ocupacioacuten del 100

CSMA NO PERSISTENTE

Antes de enviar se escucha el canal si el canal estaacute libre se transmite el frame Si estaacute

ocupado en vez de quedarse escuchando se espera un tiempo aleatorio que viene dado

por un algoritmo llamado de backoff despueacutes del cual se repite el proceso El protocolo

tiene una menor eficiencia que CSMA 1-persistente para traacuteficos moderados pues

introduce una mayor latencia sin embargo se comporta mejor en situaciones de traacutefico

intenso ya que evita las colisiones producidas por las estaciones que se encuentran a la

espera de que termine la transmisioacuten de un frame en un momento dado

CSMA P-PERSISTENTE

Utiliza intervalos de tiempo y funciona de la siguiente manera cuando el nodo tiene

algo que enviar primero escucha el canal si estaacute ocupado espera un tiempo aleatorio

Cuando el canal estaacute libre se selecciona un nuacutemero aleatorio con distribucioacuten uniforme

entre 0 y 1 si el nuacutemero es menor que p el frame es transmitido En caso contrario se

espera el siguiente slot de tiempo para transmitir y repite el algoritmo hasta que el frame

es transmitido o bien otro nodo utiliza en canal en cuyo caso se espera un tiempo

aleatorio y empieza de nuevo el proceso desde el principio La eficiencia del protocolo es

en general superior a la de CSMA 1-persistente y CSMA no persistente

CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN

Un problema con los protocolos anteriores es que una vez se ha empezado a transmitir

un frame se sigue transmitiendo auacuten cuando se detecte una colisioacuten Como es maacutes

eficiente dejar de transmitir y esperar un tiempo aleatorio para volver a hacerlo los

protocolos de acceso muacuteltiple por deteccioacuten de portadora con deteccioacuten de colisiones o

CSMACD implementan esta mejora

Estados de

una red CSMACD

En una red CSMACD la uacutenica circunstancia en la que puede producirse una colisioacuten es

cuando dos hosts empiezan a transmitir a la vez o con una diferencia de tiempo lo

bastante pequentildea como para que la sentildeal de uno no haya podido llegar al otro antes de

que eacuteste empiece a transmitir En palabras simples el nodo no alcanzoacute a escuchar que

otro nodo ya comenzoacute la transmisioacuten producto del retardo de propagacioacuten de la sentildeal

A este periodo de tiempo se le llama PERIODO DE CONTIENDA y corresponde a uno de

los tres posibles estados que tiene una red CSMACD los otros dos estados son los de

transmisioacuten y estado libre

Deteccioacuten de portadora

La deteccioacuten de portadora es utilizada para escuchar al medio (la portadora) para ver si se

encuentra libre Si la portadora se encuentra libre los datos son pasados a la capa fiacutesica

para su transmisioacuten Si la portadora estaacute ocupada se monitorea hasta que se libere

Deteccioacuten de colisiones

Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten

Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto

ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten

La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se

enteren de que ha ocurrido una colisioacuten

Caracteriacutesticas de CSMACD

1 El primer paso a la hora de transmitir seraacute saber si el medio estaacute libre Para eso

escuchamos lo que dicen los demaacutes Si el medio esta tranquilo (ninguna otra estacioacuten esta

transmitiendo) se enviacutea la transmisioacuten

2 Cuando dos o maacutes estaciones tienen mensajes para enviar es posible que transmitan casi

en el mismo instante resultando en una colisioacuten en la red

3 Cuando se produce una colisioacuten todas las estaciones receptoras ignoran la transmisioacuten

confusa

4 Si un dispositivo de transmisioacuten detecta una colisioacuten enviacutea una sentildeal de expansioacuten para

notificar a todos los dispositivos conectados que ha ocurrido una colisioacutendenominada

jamming

5 Las estaciones transmisoras detienen sus transmisiones tan pronto como detectan la

colisioacuten

6 Despueacutes de una colisioacuten (Los host que intervienen en la colisioacuten invocan un algoritmo de

postergacioacuten que genera un tiempo aleatorio) las estaciones esperan un tiempo aleatorio

(tiempo de backoff) para volver a transmitir una trama

En el meacutetodo de acceso CSMACD los dispositivos de red que tienen datos para transmitir

funcionan en el modo escuchar antes de transmitir Esto significa que cuando un nodo

desea enviar datos primero debe determinar si los medios de red estaacuten ocupados o no

En redes inalaacutembricas resulta a veces complicado llevar a cabo el primer paso (escuchar al

medio para determinar si estaacute libre o no) Por este motivo surgen dos problemas que

pueden ser detectados

1 Problema del nodo oculto la estacioacuten cree que el medio estaacute libre cuando en

realidad no lo estaacute pues estaacute siendo utilizado por otro nodo al que la estacioacuten no

oye

2 Problema del nodo expuesto la estacioacuten cree que el medio estaacute ocupado

cuando en realidad lo estaacute ocupando otro nodo que no interfeririacutea en su

transmisioacuten a otro destino

Para resolver estos problemas la IEEE 80211 propone MACA (MultiAccess Collision

Avoidance ndash Evitacioacuten de Colisioacuten por Acceso Muacuteltiple)

CSMA CD Meacutetodo de acceso capacidades funcionales

El siguiente resumen muestra una referencia raacutepida de las

capacidades funcionales de CSMA CD sublayer MAC

En el marco de la transmisioacuten

aceptar los datos de la LLC sublayer y construir un marco

Presentar una serie de bits de datos a la capa fiacutesica para la

transmisioacuten en el medio

En el marco de la recepcioacuten

recibir una serie de bits de datos a partir de la capa fiacutesica

presentar a la LLC (enlace logico de control)sublayer marcos

aplazar el enviacuteo de un flujo de bits de serie cada vez que el

soporte fiacutesico estaacute ocupado

FCS adecuado antildeadir valor a los marcos de salida y verificar la

alineacioacuten completa octeto frontera

controles de los marcos de errores de transmisioacuten por medio

de FCS y verifica la alineacioacuten octeto frontera

retrasar la transmisioacuten de bits de marco para el intervalo

entre periacuteodo especificado

detener la transmisioacuten cuando se detecte colisioacuten

se garantiza la propagacioacuten en toda la red mediante el enviacuteo

de mensaje de atasco

descartar la transmisioacuten que se recibieron menos de una

longitud miacutenima

TRAMA DE TRANSMICION CSMACD

Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con

un indicador de sentildeal de comienzo de la trama

El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito

de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de

transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el

direccionamiento

El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten

Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas

El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos

emisor y receptor

El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos

Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener

una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y

destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada

El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten

dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es

conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de

multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es

Conocida como direccioacuten de difusioacuten

La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten

El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a

continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los

casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)

El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud

variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes

Un campo pad o campo de relleno es usado para asegurar que la trama alcance la

longitud miacutenima requerida Una trama debe contener miacutenimo un nuacutemero de bytes

para que las estaciones puedan detectar las colisiones con precisioacuten

Una secuencia de chequeo de trama es utilizada como mecanismo de control de

errores

Cuando el dispositivo emisor ensambla la trama realiza un caacutelculo en los bits de la

trama El algoritmo usado para realizar este caacutelculo siempre genera como salida un

valor de 4 bytes El dispositivo emisor almacena este valor en el campo de chequeo

de secuencia de la trama

Cuando el receptor recibe la trama realiza el mismo caacutelculo y compara el resultado

con el del campo de chequeo de secuencia de la trama Si los dos valores

coinciden la transmisioacuten se asume como correcta Si los dos valores son

diferentes el dispositivo de destino solicita una retransmisioacuten de la trama

ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS

La funcioacuten de encapsulacioacuten y desencapsulacioacuten de datos es llevada a cabo por la subcapa

MAC Este proceso es responsable de las funciones de direccionamiento y del chequeo de

errores

ENCAPSULADO

El encapsulado es realizado por la estacioacuten emisora El encapsulado es el acto de agregar

informacioacuten direcciones y bytes para el control de errores al comienzo y al final de la

unidad de datos transmitidos Esto es realizado luego que los datos son recibidos por la

Subcapa de control de enlace loacutegico (LLC) La informacioacuten antildeadida es necesaria para

realizar las siguientes tareas

Sincronizar la estacioacuten receptora con la sentildeal

Indicar el comienzo y el fin de la trama

Identificar las direcciones tanto de la estacioacuten emisora como la receptora

Detectar errores en la transmisioacuten

Ejemplo ENCAPSULADO DE DATOS EN EL MODELO DE REFERENCIA OSI

Lo que sigue es una descripcioacuten del proceso de encapsulado de datos en una pila de

protocolo en nuestro caso TCPIP

Las capas del modelo osi se comunican entre siacute utilizando las PDU (protocol data unit) que

especifican que informacioacuten debe agregarse como encabezado o final de los datos que

ingresan a la capa Analizamos el paso de los datos por las 4 uacuteltimas capas del modelo

( transporte red enlace de datos fiacutesica)

Cuando los datos bajan de la capa sesioacuten la PDU de la capa de transporte exige el

agregado del encabezado de protocolo TCP La capa siguiente agrega el encabezado IP Al

bajar a la capa de Enlace el encabezado que se agrega depende de la implementacioacuten de

Ethernet que se esteacute utilizando Si la implementacioacuten es ETHERNET II se agrega solamente

un encabezado MAC si la implementacioacuten es IEEE 8023 8022 se agregan 2

encabezados LLC de la subcapa superior (Logical Link Control) y MAC (Media Access

Control) de la subcapa inferior para luego pasar a la capa Fiacutesica convertido en sentildeales

eleacutectricas

DESENCAPSULADO

El desencapsulado es realizado por la estacioacuten receptora Cuando es recibida una trama la

estacioacuten receptora es responsable de realizar las siguientes tareas

Reconocer la direccioacuten de destino y determinar si coincide con su propia direccioacuten

Realizar la verificacioacuten de errores

Remover la informacioacuten de control que fue antildeadida por la funcioacuten de encapsulado

de datos en la estacioacuten emisora

ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO

La funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es realizada por la subcapa MAC

En la estacioacuten emisora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable de

determinar si el canal de comunicacioacuten se encuentra disponible Si el canal se encuentra

disponible puede iniciarse la transmisioacuten de datos

Adicionalote la funcioacuten de administracioacuten es responsable de determinar que accioacuten

deberaacute tomarse en caso de detectarse una colisioacuten y cuando intentaraacute retransmitir

En la estacioacuten receptora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable

de realizar las comprobaciones de validacioacuten en la trama antes de pasarla a la funcioacuten de

desencapsulado

CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS

La funcioacuten de codificacioacutendecodificacioacuten es realizada en la capa fiacutesica Esta funcioacuten es

responsable de obtener la forma eleacutectrica u oacuteptica de los datos que se van a transmitir en

el medio

La codificacioacuten de datos es realizada por la estacioacuten emisora Esta es responsable de

traducir los bits a sus correspondientes sentildeales eleacutectricas u oacutepticas para ser trasladadas a

traveacutes del medio Adicionalmente esta funcioacuten es responsable de escuchar el medio y

notificar al la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio si el medio se encuentra libre

ocupado o se ha detectado una colisioacuten

veremos algunas teacutecnicas para codificar datos en sentildeales digitales Recordemos que una

sentildeal digital es una secuencia de niveles de tensioacuten discretos cada uno de ellos es un

elemento de la sentildeal Las teacutecnicas de codificacioacuten convierten cada bit de datos 0 o 1 en

elementos de sentildeal buscando ciertas ventajas o caracteriacutestica de la misma

iquestQueacute es lo que buscamos cuando queremos transmitir Pues de normal que la velocidad

de transmisioacuten sea elevada y que el nuacutemero de errores pequentildeo Pero tambieacuten que el

medio que utilicemos sea barato Por desgracia todo a la vez es imposible canales con

mayor ancho de banda aumentaraacuten la velocidad de transmisioacuten y si estaacuten bien

apantallados podraacuten transmitir a grandes distancias sin apenas ruido iexclpero eso es muy

caro iquestDe queacute manera puede ayudar la forma de la sentildeal

(Un poco maacutes de

vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten

soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos

lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas

Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama

transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos

La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la

traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits

TRAMA DE TRANSMICION CSMACD

Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con

un indicador de sentildeal de comienzo de la trama

El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito

de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de

transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el

direccionamiento

El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten

Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas

El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos

emisor y receptor

El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos

El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits

10101011

Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener

una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y

destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada

El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten

dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es

conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de

multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es

conocida como direccioacuten de difusioacuten

La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten

El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a

continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los

casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)

El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud

variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes

4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)

Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red

Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits

transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un

nuacutemero negativo y una potencia de 10

Se calcula con la siguiente formula

BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS

Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por

ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3

actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER

se consigue tiacutepicamente en 10^ -12

VALORES DE BER TIPICOS

Ethernet 10BASE-5 lt10^-8

Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10

Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11

Fiber Channel SONETSDHlt10^-12

GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8

CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7

5 TOPOLOGIAS

Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los

diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos

especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden

interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental

que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los

diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La

topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el

nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc

Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea

1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y

cableado (los medios) en la red

2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del

medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y

transmisioacuten de tokens (Token Ring)

3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones

La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia

todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para

utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento

en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten

de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a

cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la

red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host

y el proceso se vuelve a repetir

Topologiacutea de la Red Ethernet

La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo

de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se

conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos

forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal

La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el

cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de

cableado

TOPOLOGIA EN BUS

La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo

segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la

combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta

estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y

no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo

de estaciones de la red se fija en 1024

Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media

pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es

completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la

red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet

pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que

transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros

10-BASE-5

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto

Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados

transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo

agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del

cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la

estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la

interfaz se comunica con la computadora

Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que

acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una

tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el

transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso

llevar un microprocesador para controlar las transferencias

Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores

BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC

conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces

utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es

maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es

de 185 metros

10-BASE-2

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador

Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca

un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el

conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los

extremos si este se conecta directamente a un repetidor

TOPOLOGIA EN ESTRELLA

El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que

cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese

segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en

estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a

un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una

para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El

cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado

El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la

expansioacuten de la red

CONECTOR RJ-45

Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de

ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los

pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En

algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo

se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador

sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs

utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red

10-BASE-T

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico

Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas

10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios

Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia

entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-

BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con

un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red

Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se

puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la

conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos

casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores

5 Trama de red

En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de

datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos

especialmente en el Nivel de enlace de datos

Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten

chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de

datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel

de red

Formato de la trama de Ethernet

Trama DIX

Ethernet

Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS

8 bytes 6 bytes6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes

2 oacute 4

bytes

Trama IEEE

8023

Preaacutembul

oSOF Destino Origen

Longitu

dDatos Relleno FCS

7 bytes1

byte6 bytes

6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes4 bytes

Preaacutembulo

Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y

estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo

es

10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010

Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester

representan una forma de onda perioacutedica

SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama

Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s

consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes

significativo del campo de direccioacuten MAC de destino

Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor

debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF

Direccioacuten de destino

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se

enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast

o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar

si debe aceptar el paquete

Direccioacuten de origen

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se

enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la

direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos

Tipo

Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el

paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos

interpreta este campo

Datos

Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de

valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este

campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de

niveles superiores

FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)

Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de

Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el

receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la

trama

Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama

- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica

- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y

realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un

byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios

- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de

datos para obtener una suma

7 componentes de Ethernet

Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio

Ethernet a mano maacutes apropiado

Hay cuatro tipos principales de medios en uso

Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5

Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en

determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)

Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04

pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)

relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta

su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o

grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero

permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias

Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2

Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar

Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas

(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en

empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a

interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso

Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)

sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero

requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino

tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se

utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos

Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T

Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla

adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes

frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco

mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo

del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su

costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con

plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin

embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias

electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado

con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps

Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-

repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las

aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o

10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las

situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una

preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes

cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica

La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de

longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que

de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre

Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que

seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se

puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten

Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la

flexibilidad de la tecnologiacutea

Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet

Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de

paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation

Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE

liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha

vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan

Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el

disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene

aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una

resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir

la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas

Figura 1

El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura

1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes

electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras

que se comunican en la red

La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un

dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un

transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del

cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre

un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada

en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro

del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se

corte y se inserte una lsquoTrsquo

Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un

transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio

del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador

anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta

madre) y se conecta con el transceptor

Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra

fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las

sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite

la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute

en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato

digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el

transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente

llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la

potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la

operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o

recibiendo

Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las

intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema

operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta

instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la

transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido

finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple

dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede

contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria

de la computadora y el cable ether)

En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de

una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e

instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura

2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante

Figura 2

Capacidad de las redes Ethernet

El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden

transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una

computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red

no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar

datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico

total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y

pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace

posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa

que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por

ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o

muchas computadoras que generan cargas ligeras

La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE

8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo

suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles

Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El

propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red

sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una

longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo

el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama

La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se

encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que

es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser

transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por

un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se

encuentran en el campo da datos

La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de

direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023

permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite

solo direcciones de 6 Bytes

El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE

8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet

Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de

los cables utilizados

10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet

10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet

10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una

velocidad de 10 Mbps

100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica

multimodo (la F es por Fiber)

100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)

1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad

de 1 gigabite por segundo

1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S

es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)

1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L

es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)

Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado

Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del

nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran

aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de

legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces

de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor

adaptacioacuten y transicioacuten

Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos

Velocidad de transmisioacuten

- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea

Tipo de cable

- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea

Longitud maacutexima

- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones

repetidoras)

Topologiacutea

- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados

con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o

switches (estrella conmutada)

A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes

importantes

Tecnologiacuteas Ethernet

Tecnologiacutea

Velocidad de

transmisioacuten Tipo de cable

Distancia

maacutexima Topologiacutea

10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)

10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m

Estrella (Hub o

Switch)

10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o

Switch)

100BaseT4 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 3UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseTX 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 5UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m

No permite el uso de

hubs

1000BaseT 1000Mbps

4 pares trenzado

(categoriacutea 5e oacute

6UTP ) 100 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseSX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(multimodo) 550 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseLX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(monomodo) 5000 m

Estrella Full Duplex

(switch)

10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los

estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad

nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet

El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y

WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en

una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023

Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten

8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN

PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se

puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103

Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas

Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c

10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre

cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo

del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica

multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)

10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand

4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un

router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance

10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre

240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra

mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm

10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra

mono-modo (usando 1310nm)

10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre

fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido

interfaces enchufables de hasta 80-km

10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625

microm

10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado

para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera

SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-

ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas

distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)

Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado

principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin

embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par

trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada

para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-

duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex

Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes

Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802

10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten

comercial

La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las

especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para

Ethernet de 100 Mbps

Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes

apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios

productos en el mercado

Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones

1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de

sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la

transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado

100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como

veremos a continuacioacuten)

Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue

utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que

puede seguir usando los mismos cables de par trenzado

2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por

otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)

y que se denominoacute 100BaseVG

Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea

3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable

consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda

3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten

denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito

4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente

sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet

utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es

lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)

VELOCIDAD

En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea

circulan a la velocidad de 10 Mbps

Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades

superiores tanto de 20 como de 100 Mbps

Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes

de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios

usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-

Windows

De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que

actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 8: Trabajo Ethernet

ethernet por uno de sus puertos y la repite por todos sus puertos restantes sin

ejecutar ninguacuten proceso sobre las mismas Opera en la capa fiacutesica del modelo OSI

Puente o bridge - interconecta segmentos de red haciendo el cambio de frames

(tramas) entre las redes de acuerdo con una tabla de direcciones que le dice en queacute

segmento estaacute ubicada una direccioacuten MAC dada

Conexiones en un switch Ethernet

Conmutador o Switch - funciona como el bridge pero permite la interconexioacuten de

muacuteltiples segmentos de red funciona en velocidades maacutes raacutepidas y es maacutes sofisticado

Los switches pueden tener otras funcionalidades como redes virtuales y permiten su

configuracioacuten a traveacutes de la propia red Funciona baacutesicamente en la capa fiacutesica y sirve

como enlace de datos del modelo OSI Por esto son capaces de procesar informacioacuten

de las tramas su funcionalidad maacutes importante es en las tablas de direccioacuten Por ej

una computadora conectada al puerto 1 del conmutador enviacutea una trama a otra

computadora conectada al puerto 2 el switch recibe la trama y la transmite a todos

sus puertos excepto aquel por donde la recibioacute la computadora 2 recibiraacute el mensaje

y eventualmente lo responderaacute generando traacutefico en el sentido contrario ahora el

switch conoceraacute las direcciones MAC de las computadoras en el puerto 1 y 2 cuando

reciba otra trama con direccioacuten de destino de alguna de ellas soacutelo transmitiraacute la trama

a dicho puerto disminuyendo asiacute el traacutefico de la red y contribuyendo al buen

funcionamiento de la misma

Arquitectura (estructura loacutegica)

La arquitectura Ethernet puede definirse como una red de conmutacioacuten de paquetes de

acceso muacuteltiple (medio compartido) y difusioacuten amplia (Broadcast) que utiliza un medio

pasivo y sin ninguacuten control central Proporciona deteccioacuten de errores pero no

correccioacuten El acceso al medio (de transmisioacuten) estaacute gobernado desde las propias

estaciones mediante un esquema de arbitraje estadiacutestico

Los paquetes de datos transmitidos alcanzan a todas las estaciones (difusioacuten amplia)

siendo cada estacioacuten responsable de reconocer la direccioacuten contenida en cada paquete y

aceptar los que sean dirigidos a ella [3]

Ethernet realiza varias funciones que incluyen empaquetado y desempaquetado de los

datagramas manejo del enlace codificacioacuten y decodificacioacuten de datos y acceso al canal

El manejador del enlace es responsable de vigilar el mecanismo de colisiones escuchando

hasta que el medio de transmisioacuten estaacute libre antes de iniciar una transmisioacuten (solo un

usuario utiliza la transmisioacuten cada vez -Banda base-) El manejo de colisiones se realiza

deteniendo la transmisioacuten y esperando un cierto tiempo antes de intentarla de nuevo

Existe un mecanismo por el que se enviacutean paquetes a intervalos no estaacutendar lo que evita

que otras estaciones puedan comunicar Es lo que se denomina captura del canal

Funciones de la Arquitectura Ethernet

Encapsulacion de datos

Formacioacuten de la trama estableciendo la delimitacioacuten correspondiente

Direccionamiento del nodo fuente y destino

Deteccioacuten de errores en el canal de transmisioacuten

Manejo de Enlace

Asignacioacuten de canal

Resolucioacuten de contencioacuten manejando colisiones

Codificacioacuten de los Datos

Generacioacuten y extraccioacuten del preaacutembulo para fines de sincronizacioacuten

Codificacioacuten y decodificacioacuten de bits

Acceso al Canal

Transmisioacuten Recepcioacuten de los bits codificados

Sensibilidad de portadora indicando trafico sobre el canal

Deteccioacuten de colisiones indicando contencioacuten sobre el canal

Formato de Trama

En una red ethernet cada elemento del sistema tiene una direccioacuten uacutenica de 48

bits y la informacioacuten es transmitida serialmente en grupos de bits denominados

tramas Las tramas incluyen los datos a ser enviados la direccioacuten de la estacioacuten

que debe recibirlos y la direccioacuten de la estacioacuten que los transmite

Cada interface ethernet monitorea el medio de transmisioacuten antes de una

transmisioacuten para asegurar que no esteacute en uso y durante la transmisioacuten para

detectar cualquier interferencia

En caso de alguna interferencia durante la transmisioacuten las tramas son enviadas

nuevamente cuando el medio esteacute disponible Para recibir los datos cada estacioacuten

reconoce su propia direccioacuten y acepta las tramas con esa direccioacuten mientras ignora

las demaacutes

El tamantildeo de trama permitido sin incluir el preaacutembulo puede ser desde 64 a 1518

octetos Las tramas fuera de este rango son consideradas invalidas

Campos que Componen la Trama

El preaacutembulo Inicia o encabeza la trama con ocho octetos formando un patroacuten de 1010

que termina en 10101011 Este campo provee sincronizacioacuten y marca el limite de trama

Direccioacuten destino Sigue al preaacutembulo o identifica la estacioacuten destino que debe recibir la

trama mediante seis octetos que pueden definir una direccioacuten de nivel fiacutesico o muacuteltiples

direcciones lo cual es determinado mediante el bit de menos significacioacuten del primer byte

de este campo Para una direccioacuten de nivel fiacutesico este es puesto en 0 loacutegico y la misma es

uacutenica a traveacutes de toda la red ethernet Una direccioacuten muacuteltiple puede ser dirigida a un

grupo de estaciones o a todas las estaciones y tiene el bit de menos significacioacuten en 1

loacutegico Para direccionar todas las estaciones de la red todos los bits del campo de

direccioacuten destino se ponen en 1 lo cual ofrece la combinacioacuten FFFFFFFFFFFFH

Direccioacuten fuente Este campo sigue al anterior Compuesto tambieacuten por seis octetos que

identifican la estacioacuten que origina la trama

Los campos de direccioacuten son ademaacutes subdivididos Los primeros tres octetos son

asignados a un fabricante y los tres octetos siguientes son asignados por el fabricante La

tarjeta de red podriacutea venir defectuosa pero la direccioacuten del nodo debe permanecer

consistente El chip de memoria ROM que contiene la direccioacuten original puede ser

removido de una tarjeta vieja para ser insertado en una nueva tarjeta o la direccioacuten

puede ser puesta en un registro mediante el disco de diagnostico de la tarjeta de

interfaces de red (NIC) Cualquiera que sea el meacutetodo utilizado se deber ser cuidadoso

para evitar alteracioacuten alguna en la administracioacuten de la red

Tipo Este es un campo de dos octetos que siguen al campo de direccioacuten fuente y

especifican el protocolo de alto nivel utilizado en el campo de datos Algunos tipos serian

0800H para TCPIP y 0600H para XNS

Campo de dato Contiene los datos de informacioacuten y es el uacutenico que tiene una longitud de

bytes variable que puede oscilar de un miacutenimo de 46 bytes a un maacuteximo de 1500 El

contenido de ese campo es completamente arbitrario y es determinado por el protocolo

de alto nivel usado

Frame Check Secuence Este viene a ser el ultimo campo de la trama compuesto por 32

bits que son usados por la verificacioacuten de errores en la transmisioacuten mediante el meacutetodo

CRC considerando los campo de direccioacuten tipo y de dato

Caracteriacutesticas

La codificacioacuten Manchester provee una forma simple de codificar secuencias de

bits incluso cuando hay largas secuencias de periodos sin transiciones de nivel que

puedan significar la peacuterdida de sincronizacioacuten o incluso errores en las secuencias

de bits

Este tipo de codificacioacuten nos asegura que la componente continua de las sentildeales es

cero si se emplean valores positivos y negativos

La codificacioacuten Manchester es una forma de codificacioacuten altamente fiable

El requerimiento del ancho de banda para la codificacioacuten Manchester es el doble

comparado en las comunicaciones asiacutencronas y el espectro de la sentildeal es

considerablemente mas ancho

Definicioacuten

El estaacutendar IEEE 8023 especifica el meacutetodo de control del medio (MAC) denominado The

physical layer and the Data Link layer standardized by IEEE 8023 are intended to

correspond closely to the lowest layers of the ISO Model for Open Systems

Interconnection (see ) [3]CSMACD siglas que corresponden a Carrier Sense Multiple

Access with Collision Deteccioacuten (en espantildeol Meacutetodo de acceso Muacuteltiple por Deteccioacuten de

Portadora con Deteccioacuten de Colisiones) es una teacutecnica usada en redes Ethernet para

mejorar sus prestaciones Anteriormente a esta teacutecnica se usaron las de Aloha puro (El

protocolo ALOHA es un protocolo del nivel de enlace de datos para redes de aacuterea local con

topologiacutea de difusioacutenLa primera versioacuten del protocolo era baacutesica

Si tienes datos que enviar enviacutealos

Si el mensaje colisiona con otra transmisioacuten intenta reenviarlos maacutes tarde)

Tambien usaron el Aloha ranurado (con la uacutenica diferencia de que las estaciones soacutelo

pueden transmitir en unos determinados instantes de tiempo o slotspero ambas

presentaban muy bajas prestaciones Por eso aparecioacute en primer lugar la teacutecnica

CSMA (el escuchar el medio para saber si existe presencia de portadora en los

momentos en los que se ocupa el canal

El fin es evitar colisiones es decir que dos host hablen al mismo tiempo Por otro lado

define el procedimento que estos dos host deben seguir si llegasen a usar el mismo

medio de forma simultaacutenea)

CSMACD sucede cuando se utiliza un medio de acceso muacuteltiple y que la estacioacuten que

desea emitir previamente escucha el canal antes de emitir Lo cual es el protocolo de

sentildeal eleacutectrica

TIPOS DE PROTOCOLOS CON DETECCIOacuteN DE PORTADORA

En los mecanismos de acceso al medio con deteccioacuten de portadora como los CSMA

(Carrier Sense Multiple Access) el control de acceso al medio de transmisioacuten se distribuye

completamente entre todas las estaciones Una estacioacuten que quiere transmitir escucha la

liacutenea para detectar si otra estaacute transmitiendo Si el canal estaacute vaciacuteo la estacioacuten transmite

pero si estaacute ocupado debe esperar un cierto tiempo antes de intentarlo de nuevo Hay tres

algoritmos para determinar cuando se vuelve a intentar la transmisioacuten tras encontrar

ocupado el canal

CSMA 1-PERSISTENTE

CSMA NO PERSISTENTE

CSMA P-PERSISTENTE

CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN

CSMA 1-PERSISTENTE

El protocolo CSMA 1-persistente funciona de la siguiente forma cuando tiene que

transmitir un frame primero escucha el canal y si estaacute libre enviacutea el frame caso contrario

espera a que se libere y en ese momento lo enviacutea Se denomina CSMA 1-persistente

porque existe la probabilidad 1 es decir certeza de que el frame se transmitiraacute cuando el

canal esteacute libre En una situacioacuten real con alto traacutefico es muy posible que cuando un nodo

termine de transmitir existan varios esperando enviar sus datos y con CSMA 1-persistente

todos los frames seraacuten emitidos a la vez y colisionaraacuten pudieacutendose repetir el proceso

varias veces con la consiguiente degradacioacuten del rendimiento Una colisioacuten ocurriraacute

aunque no empiecen a transmitir exactamente a la vez basta simplemente con que dos

nodos empiecen a transmitir con una diferencia de tiempos menor que la distancia que los

separa ya que en tal caso ambos detectaraacuten el canal libre en el momento de iniciar la

transmisioacuten Se deduce entonces que en este tipo de redes el retardo de propagacioacuten de

la sentildeal puede tener un efecto importante en el rendimiento El rendimiento obtenido con

este protocolo puede llegar al 55 con un grado de ocupacioacuten del 100

CSMA NO PERSISTENTE

Antes de enviar se escucha el canal si el canal estaacute libre se transmite el frame Si estaacute

ocupado en vez de quedarse escuchando se espera un tiempo aleatorio que viene dado

por un algoritmo llamado de backoff despueacutes del cual se repite el proceso El protocolo

tiene una menor eficiencia que CSMA 1-persistente para traacuteficos moderados pues

introduce una mayor latencia sin embargo se comporta mejor en situaciones de traacutefico

intenso ya que evita las colisiones producidas por las estaciones que se encuentran a la

espera de que termine la transmisioacuten de un frame en un momento dado

CSMA P-PERSISTENTE

Utiliza intervalos de tiempo y funciona de la siguiente manera cuando el nodo tiene

algo que enviar primero escucha el canal si estaacute ocupado espera un tiempo aleatorio

Cuando el canal estaacute libre se selecciona un nuacutemero aleatorio con distribucioacuten uniforme

entre 0 y 1 si el nuacutemero es menor que p el frame es transmitido En caso contrario se

espera el siguiente slot de tiempo para transmitir y repite el algoritmo hasta que el frame

es transmitido o bien otro nodo utiliza en canal en cuyo caso se espera un tiempo

aleatorio y empieza de nuevo el proceso desde el principio La eficiencia del protocolo es

en general superior a la de CSMA 1-persistente y CSMA no persistente

CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN

Un problema con los protocolos anteriores es que una vez se ha empezado a transmitir

un frame se sigue transmitiendo auacuten cuando se detecte una colisioacuten Como es maacutes

eficiente dejar de transmitir y esperar un tiempo aleatorio para volver a hacerlo los

protocolos de acceso muacuteltiple por deteccioacuten de portadora con deteccioacuten de colisiones o

CSMACD implementan esta mejora

Estados de

una red CSMACD

En una red CSMACD la uacutenica circunstancia en la que puede producirse una colisioacuten es

cuando dos hosts empiezan a transmitir a la vez o con una diferencia de tiempo lo

bastante pequentildea como para que la sentildeal de uno no haya podido llegar al otro antes de

que eacuteste empiece a transmitir En palabras simples el nodo no alcanzoacute a escuchar que

otro nodo ya comenzoacute la transmisioacuten producto del retardo de propagacioacuten de la sentildeal

A este periodo de tiempo se le llama PERIODO DE CONTIENDA y corresponde a uno de

los tres posibles estados que tiene una red CSMACD los otros dos estados son los de

transmisioacuten y estado libre

Deteccioacuten de portadora

La deteccioacuten de portadora es utilizada para escuchar al medio (la portadora) para ver si se

encuentra libre Si la portadora se encuentra libre los datos son pasados a la capa fiacutesica

para su transmisioacuten Si la portadora estaacute ocupada se monitorea hasta que se libere

Deteccioacuten de colisiones

Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten

Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto

ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten

La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se

enteren de que ha ocurrido una colisioacuten

Caracteriacutesticas de CSMACD

1 El primer paso a la hora de transmitir seraacute saber si el medio estaacute libre Para eso

escuchamos lo que dicen los demaacutes Si el medio esta tranquilo (ninguna otra estacioacuten esta

transmitiendo) se enviacutea la transmisioacuten

2 Cuando dos o maacutes estaciones tienen mensajes para enviar es posible que transmitan casi

en el mismo instante resultando en una colisioacuten en la red

3 Cuando se produce una colisioacuten todas las estaciones receptoras ignoran la transmisioacuten

confusa

4 Si un dispositivo de transmisioacuten detecta una colisioacuten enviacutea una sentildeal de expansioacuten para

notificar a todos los dispositivos conectados que ha ocurrido una colisioacutendenominada

jamming

5 Las estaciones transmisoras detienen sus transmisiones tan pronto como detectan la

colisioacuten

6 Despueacutes de una colisioacuten (Los host que intervienen en la colisioacuten invocan un algoritmo de

postergacioacuten que genera un tiempo aleatorio) las estaciones esperan un tiempo aleatorio

(tiempo de backoff) para volver a transmitir una trama

En el meacutetodo de acceso CSMACD los dispositivos de red que tienen datos para transmitir

funcionan en el modo escuchar antes de transmitir Esto significa que cuando un nodo

desea enviar datos primero debe determinar si los medios de red estaacuten ocupados o no

En redes inalaacutembricas resulta a veces complicado llevar a cabo el primer paso (escuchar al

medio para determinar si estaacute libre o no) Por este motivo surgen dos problemas que

pueden ser detectados

1 Problema del nodo oculto la estacioacuten cree que el medio estaacute libre cuando en

realidad no lo estaacute pues estaacute siendo utilizado por otro nodo al que la estacioacuten no

oye

2 Problema del nodo expuesto la estacioacuten cree que el medio estaacute ocupado

cuando en realidad lo estaacute ocupando otro nodo que no interfeririacutea en su

transmisioacuten a otro destino

Para resolver estos problemas la IEEE 80211 propone MACA (MultiAccess Collision

Avoidance ndash Evitacioacuten de Colisioacuten por Acceso Muacuteltiple)

CSMA CD Meacutetodo de acceso capacidades funcionales

El siguiente resumen muestra una referencia raacutepida de las

capacidades funcionales de CSMA CD sublayer MAC

En el marco de la transmisioacuten

aceptar los datos de la LLC sublayer y construir un marco

Presentar una serie de bits de datos a la capa fiacutesica para la

transmisioacuten en el medio

En el marco de la recepcioacuten

recibir una serie de bits de datos a partir de la capa fiacutesica

presentar a la LLC (enlace logico de control)sublayer marcos

aplazar el enviacuteo de un flujo de bits de serie cada vez que el

soporte fiacutesico estaacute ocupado

FCS adecuado antildeadir valor a los marcos de salida y verificar la

alineacioacuten completa octeto frontera

controles de los marcos de errores de transmisioacuten por medio

de FCS y verifica la alineacioacuten octeto frontera

retrasar la transmisioacuten de bits de marco para el intervalo

entre periacuteodo especificado

detener la transmisioacuten cuando se detecte colisioacuten

se garantiza la propagacioacuten en toda la red mediante el enviacuteo

de mensaje de atasco

descartar la transmisioacuten que se recibieron menos de una

longitud miacutenima

TRAMA DE TRANSMICION CSMACD

Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con

un indicador de sentildeal de comienzo de la trama

El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito

de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de

transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el

direccionamiento

El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten

Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas

El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos

emisor y receptor

El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos

Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener

una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y

destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada

El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten

dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es

conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de

multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es

Conocida como direccioacuten de difusioacuten

La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten

El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a

continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los

casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)

El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud

variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes

Un campo pad o campo de relleno es usado para asegurar que la trama alcance la

longitud miacutenima requerida Una trama debe contener miacutenimo un nuacutemero de bytes

para que las estaciones puedan detectar las colisiones con precisioacuten

Una secuencia de chequeo de trama es utilizada como mecanismo de control de

errores

Cuando el dispositivo emisor ensambla la trama realiza un caacutelculo en los bits de la

trama El algoritmo usado para realizar este caacutelculo siempre genera como salida un

valor de 4 bytes El dispositivo emisor almacena este valor en el campo de chequeo

de secuencia de la trama

Cuando el receptor recibe la trama realiza el mismo caacutelculo y compara el resultado

con el del campo de chequeo de secuencia de la trama Si los dos valores

coinciden la transmisioacuten se asume como correcta Si los dos valores son

diferentes el dispositivo de destino solicita una retransmisioacuten de la trama

ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS

La funcioacuten de encapsulacioacuten y desencapsulacioacuten de datos es llevada a cabo por la subcapa

MAC Este proceso es responsable de las funciones de direccionamiento y del chequeo de

errores

ENCAPSULADO

El encapsulado es realizado por la estacioacuten emisora El encapsulado es el acto de agregar

informacioacuten direcciones y bytes para el control de errores al comienzo y al final de la

unidad de datos transmitidos Esto es realizado luego que los datos son recibidos por la

Subcapa de control de enlace loacutegico (LLC) La informacioacuten antildeadida es necesaria para

realizar las siguientes tareas

Sincronizar la estacioacuten receptora con la sentildeal

Indicar el comienzo y el fin de la trama

Identificar las direcciones tanto de la estacioacuten emisora como la receptora

Detectar errores en la transmisioacuten

Ejemplo ENCAPSULADO DE DATOS EN EL MODELO DE REFERENCIA OSI

Lo que sigue es una descripcioacuten del proceso de encapsulado de datos en una pila de

protocolo en nuestro caso TCPIP

Las capas del modelo osi se comunican entre siacute utilizando las PDU (protocol data unit) que

especifican que informacioacuten debe agregarse como encabezado o final de los datos que

ingresan a la capa Analizamos el paso de los datos por las 4 uacuteltimas capas del modelo

( transporte red enlace de datos fiacutesica)

Cuando los datos bajan de la capa sesioacuten la PDU de la capa de transporte exige el

agregado del encabezado de protocolo TCP La capa siguiente agrega el encabezado IP Al

bajar a la capa de Enlace el encabezado que se agrega depende de la implementacioacuten de

Ethernet que se esteacute utilizando Si la implementacioacuten es ETHERNET II se agrega solamente

un encabezado MAC si la implementacioacuten es IEEE 8023 8022 se agregan 2

encabezados LLC de la subcapa superior (Logical Link Control) y MAC (Media Access

Control) de la subcapa inferior para luego pasar a la capa Fiacutesica convertido en sentildeales

eleacutectricas

DESENCAPSULADO

El desencapsulado es realizado por la estacioacuten receptora Cuando es recibida una trama la

estacioacuten receptora es responsable de realizar las siguientes tareas

Reconocer la direccioacuten de destino y determinar si coincide con su propia direccioacuten

Realizar la verificacioacuten de errores

Remover la informacioacuten de control que fue antildeadida por la funcioacuten de encapsulado

de datos en la estacioacuten emisora

ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO

La funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es realizada por la subcapa MAC

En la estacioacuten emisora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable de

determinar si el canal de comunicacioacuten se encuentra disponible Si el canal se encuentra

disponible puede iniciarse la transmisioacuten de datos

Adicionalote la funcioacuten de administracioacuten es responsable de determinar que accioacuten

deberaacute tomarse en caso de detectarse una colisioacuten y cuando intentaraacute retransmitir

En la estacioacuten receptora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable

de realizar las comprobaciones de validacioacuten en la trama antes de pasarla a la funcioacuten de

desencapsulado

CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS

La funcioacuten de codificacioacutendecodificacioacuten es realizada en la capa fiacutesica Esta funcioacuten es

responsable de obtener la forma eleacutectrica u oacuteptica de los datos que se van a transmitir en

el medio

La codificacioacuten de datos es realizada por la estacioacuten emisora Esta es responsable de

traducir los bits a sus correspondientes sentildeales eleacutectricas u oacutepticas para ser trasladadas a

traveacutes del medio Adicionalmente esta funcioacuten es responsable de escuchar el medio y

notificar al la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio si el medio se encuentra libre

ocupado o se ha detectado una colisioacuten

veremos algunas teacutecnicas para codificar datos en sentildeales digitales Recordemos que una

sentildeal digital es una secuencia de niveles de tensioacuten discretos cada uno de ellos es un

elemento de la sentildeal Las teacutecnicas de codificacioacuten convierten cada bit de datos 0 o 1 en

elementos de sentildeal buscando ciertas ventajas o caracteriacutestica de la misma

iquestQueacute es lo que buscamos cuando queremos transmitir Pues de normal que la velocidad

de transmisioacuten sea elevada y que el nuacutemero de errores pequentildeo Pero tambieacuten que el

medio que utilicemos sea barato Por desgracia todo a la vez es imposible canales con

mayor ancho de banda aumentaraacuten la velocidad de transmisioacuten y si estaacuten bien

apantallados podraacuten transmitir a grandes distancias sin apenas ruido iexclpero eso es muy

caro iquestDe queacute manera puede ayudar la forma de la sentildeal

(Un poco maacutes de

vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten

soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos

lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas

Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama

transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos

La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la

traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits

TRAMA DE TRANSMICION CSMACD

Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con

un indicador de sentildeal de comienzo de la trama

El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito

de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de

transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el

direccionamiento

El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten

Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas

El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos

emisor y receptor

El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos

El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits

10101011

Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener

una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y

destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada

El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten

dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es

conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de

multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es

conocida como direccioacuten de difusioacuten

La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten

El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a

continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los

casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)

El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud

variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes

4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)

Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red

Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits

transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un

nuacutemero negativo y una potencia de 10

Se calcula con la siguiente formula

BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS

Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por

ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3

actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER

se consigue tiacutepicamente en 10^ -12

VALORES DE BER TIPICOS

Ethernet 10BASE-5 lt10^-8

Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10

Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11

Fiber Channel SONETSDHlt10^-12

GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8

CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7

5 TOPOLOGIAS

Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los

diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos

especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden

interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental

que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los

diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La

topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el

nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc

Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea

1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y

cableado (los medios) en la red

2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del

medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y

transmisioacuten de tokens (Token Ring)

3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones

La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia

todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para

utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento

en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten

de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a

cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la

red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host

y el proceso se vuelve a repetir

Topologiacutea de la Red Ethernet

La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo

de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se

conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos

forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal

La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el

cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de

cableado

TOPOLOGIA EN BUS

La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo

segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la

combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta

estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y

no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo

de estaciones de la red se fija en 1024

Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media

pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es

completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la

red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet

pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que

transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros

10-BASE-5

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto

Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados

transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo

agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del

cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la

estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la

interfaz se comunica con la computadora

Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que

acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una

tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el

transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso

llevar un microprocesador para controlar las transferencias

Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores

BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC

conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces

utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es

maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es

de 185 metros

10-BASE-2

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador

Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca

un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el

conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los

extremos si este se conecta directamente a un repetidor

TOPOLOGIA EN ESTRELLA

El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que

cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese

segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en

estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a

un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una

para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El

cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado

El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la

expansioacuten de la red

CONECTOR RJ-45

Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de

ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los

pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En

algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo

se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador

sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs

utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red

10-BASE-T

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico

Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas

10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios

Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia

entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-

BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con

un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red

Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se

puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la

conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos

casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores

5 Trama de red

En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de

datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos

especialmente en el Nivel de enlace de datos

Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten

chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de

datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel

de red

Formato de la trama de Ethernet

Trama DIX

Ethernet

Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS

8 bytes 6 bytes6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes

2 oacute 4

bytes

Trama IEEE

8023

Preaacutembul

oSOF Destino Origen

Longitu

dDatos Relleno FCS

7 bytes1

byte6 bytes

6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes4 bytes

Preaacutembulo

Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y

estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo

es

10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010

Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester

representan una forma de onda perioacutedica

SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama

Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s

consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes

significativo del campo de direccioacuten MAC de destino

Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor

debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF

Direccioacuten de destino

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se

enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast

o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar

si debe aceptar el paquete

Direccioacuten de origen

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se

enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la

direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos

Tipo

Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el

paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos

interpreta este campo

Datos

Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de

valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este

campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de

niveles superiores

FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)

Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de

Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el

receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la

trama

Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama

- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica

- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y

realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un

byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios

- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de

datos para obtener una suma

7 componentes de Ethernet

Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio

Ethernet a mano maacutes apropiado

Hay cuatro tipos principales de medios en uso

Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5

Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en

determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)

Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04

pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)

relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta

su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o

grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero

permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias

Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2

Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar

Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas

(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en

empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a

interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso

Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)

sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero

requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino

tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se

utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos

Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T

Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla

adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes

frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco

mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo

del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su

costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con

plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin

embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias

electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado

con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps

Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-

repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las

aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o

10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las

situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una

preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes

cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica

La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de

longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que

de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre

Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que

seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se

puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten

Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la

flexibilidad de la tecnologiacutea

Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet

Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de

paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation

Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE

liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha

vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan

Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el

disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene

aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una

resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir

la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas

Figura 1

El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura

1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes

electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras

que se comunican en la red

La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un

dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un

transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del

cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre

un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada

en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro

del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se

corte y se inserte una lsquoTrsquo

Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un

transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio

del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador

anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta

madre) y se conecta con el transceptor

Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra

fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las

sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite

la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute

en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato

digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el

transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente

llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la

potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la

operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o

recibiendo

Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las

intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema

operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta

instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la

transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido

finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple

dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede

contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria

de la computadora y el cable ether)

En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de

una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e

instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura

2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante

Figura 2

Capacidad de las redes Ethernet

El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden

transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una

computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red

no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar

datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico

total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y

pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace

posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa

que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por

ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o

muchas computadoras que generan cargas ligeras

La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE

8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo

suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles

Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El

propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red

sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una

longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo

el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama

La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se

encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que

es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser

transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por

un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se

encuentran en el campo da datos

La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de

direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023

permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite

solo direcciones de 6 Bytes

El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE

8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet

Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de

los cables utilizados

10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet

10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet

10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una

velocidad de 10 Mbps

100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica

multimodo (la F es por Fiber)

100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)

1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad

de 1 gigabite por segundo

1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S

es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)

1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L

es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)

Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado

Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del

nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran

aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de

legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces

de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor

adaptacioacuten y transicioacuten

Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos

Velocidad de transmisioacuten

- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea

Tipo de cable

- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea

Longitud maacutexima

- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones

repetidoras)

Topologiacutea

- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados

con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o

switches (estrella conmutada)

A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes

importantes

Tecnologiacuteas Ethernet

Tecnologiacutea

Velocidad de

transmisioacuten Tipo de cable

Distancia

maacutexima Topologiacutea

10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)

10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m

Estrella (Hub o

Switch)

10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o

Switch)

100BaseT4 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 3UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseTX 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 5UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m

No permite el uso de

hubs

1000BaseT 1000Mbps

4 pares trenzado

(categoriacutea 5e oacute

6UTP ) 100 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseSX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(multimodo) 550 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseLX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(monomodo) 5000 m

Estrella Full Duplex

(switch)

10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los

estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad

nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet

El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y

WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en

una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023

Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten

8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN

PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se

puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103

Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas

Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c

10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre

cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo

del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica

multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)

10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand

4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un

router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance

10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre

240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra

mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm

10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra

mono-modo (usando 1310nm)

10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre

fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido

interfaces enchufables de hasta 80-km

10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625

microm

10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado

para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera

SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-

ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas

distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)

Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado

principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin

embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par

trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada

para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-

duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex

Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes

Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802

10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten

comercial

La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las

especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para

Ethernet de 100 Mbps

Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes

apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios

productos en el mercado

Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones

1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de

sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la

transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado

100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como

veremos a continuacioacuten)

Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue

utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que

puede seguir usando los mismos cables de par trenzado

2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por

otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)

y que se denominoacute 100BaseVG

Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea

3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable

consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda

3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten

denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito

4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente

sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet

utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es

lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)

VELOCIDAD

En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea

circulan a la velocidad de 10 Mbps

Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades

superiores tanto de 20 como de 100 Mbps

Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes

de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios

usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-

Windows

De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que

actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 9: Trabajo Ethernet

Los paquetes de datos transmitidos alcanzan a todas las estaciones (difusioacuten amplia)

siendo cada estacioacuten responsable de reconocer la direccioacuten contenida en cada paquete y

aceptar los que sean dirigidos a ella [3]

Ethernet realiza varias funciones que incluyen empaquetado y desempaquetado de los

datagramas manejo del enlace codificacioacuten y decodificacioacuten de datos y acceso al canal

El manejador del enlace es responsable de vigilar el mecanismo de colisiones escuchando

hasta que el medio de transmisioacuten estaacute libre antes de iniciar una transmisioacuten (solo un

usuario utiliza la transmisioacuten cada vez -Banda base-) El manejo de colisiones se realiza

deteniendo la transmisioacuten y esperando un cierto tiempo antes de intentarla de nuevo

Existe un mecanismo por el que se enviacutean paquetes a intervalos no estaacutendar lo que evita

que otras estaciones puedan comunicar Es lo que se denomina captura del canal

Funciones de la Arquitectura Ethernet

Encapsulacion de datos

Formacioacuten de la trama estableciendo la delimitacioacuten correspondiente

Direccionamiento del nodo fuente y destino

Deteccioacuten de errores en el canal de transmisioacuten

Manejo de Enlace

Asignacioacuten de canal

Resolucioacuten de contencioacuten manejando colisiones

Codificacioacuten de los Datos

Generacioacuten y extraccioacuten del preaacutembulo para fines de sincronizacioacuten

Codificacioacuten y decodificacioacuten de bits

Acceso al Canal

Transmisioacuten Recepcioacuten de los bits codificados

Sensibilidad de portadora indicando trafico sobre el canal

Deteccioacuten de colisiones indicando contencioacuten sobre el canal

Formato de Trama

En una red ethernet cada elemento del sistema tiene una direccioacuten uacutenica de 48

bits y la informacioacuten es transmitida serialmente en grupos de bits denominados

tramas Las tramas incluyen los datos a ser enviados la direccioacuten de la estacioacuten

que debe recibirlos y la direccioacuten de la estacioacuten que los transmite

Cada interface ethernet monitorea el medio de transmisioacuten antes de una

transmisioacuten para asegurar que no esteacute en uso y durante la transmisioacuten para

detectar cualquier interferencia

En caso de alguna interferencia durante la transmisioacuten las tramas son enviadas

nuevamente cuando el medio esteacute disponible Para recibir los datos cada estacioacuten

reconoce su propia direccioacuten y acepta las tramas con esa direccioacuten mientras ignora

las demaacutes

El tamantildeo de trama permitido sin incluir el preaacutembulo puede ser desde 64 a 1518

octetos Las tramas fuera de este rango son consideradas invalidas

Campos que Componen la Trama

El preaacutembulo Inicia o encabeza la trama con ocho octetos formando un patroacuten de 1010

que termina en 10101011 Este campo provee sincronizacioacuten y marca el limite de trama

Direccioacuten destino Sigue al preaacutembulo o identifica la estacioacuten destino que debe recibir la

trama mediante seis octetos que pueden definir una direccioacuten de nivel fiacutesico o muacuteltiples

direcciones lo cual es determinado mediante el bit de menos significacioacuten del primer byte

de este campo Para una direccioacuten de nivel fiacutesico este es puesto en 0 loacutegico y la misma es

uacutenica a traveacutes de toda la red ethernet Una direccioacuten muacuteltiple puede ser dirigida a un

grupo de estaciones o a todas las estaciones y tiene el bit de menos significacioacuten en 1

loacutegico Para direccionar todas las estaciones de la red todos los bits del campo de

direccioacuten destino se ponen en 1 lo cual ofrece la combinacioacuten FFFFFFFFFFFFH

Direccioacuten fuente Este campo sigue al anterior Compuesto tambieacuten por seis octetos que

identifican la estacioacuten que origina la trama

Los campos de direccioacuten son ademaacutes subdivididos Los primeros tres octetos son

asignados a un fabricante y los tres octetos siguientes son asignados por el fabricante La

tarjeta de red podriacutea venir defectuosa pero la direccioacuten del nodo debe permanecer

consistente El chip de memoria ROM que contiene la direccioacuten original puede ser

removido de una tarjeta vieja para ser insertado en una nueva tarjeta o la direccioacuten

puede ser puesta en un registro mediante el disco de diagnostico de la tarjeta de

interfaces de red (NIC) Cualquiera que sea el meacutetodo utilizado se deber ser cuidadoso

para evitar alteracioacuten alguna en la administracioacuten de la red

Tipo Este es un campo de dos octetos que siguen al campo de direccioacuten fuente y

especifican el protocolo de alto nivel utilizado en el campo de datos Algunos tipos serian

0800H para TCPIP y 0600H para XNS

Campo de dato Contiene los datos de informacioacuten y es el uacutenico que tiene una longitud de

bytes variable que puede oscilar de un miacutenimo de 46 bytes a un maacuteximo de 1500 El

contenido de ese campo es completamente arbitrario y es determinado por el protocolo

de alto nivel usado

Frame Check Secuence Este viene a ser el ultimo campo de la trama compuesto por 32

bits que son usados por la verificacioacuten de errores en la transmisioacuten mediante el meacutetodo

CRC considerando los campo de direccioacuten tipo y de dato

Caracteriacutesticas

La codificacioacuten Manchester provee una forma simple de codificar secuencias de

bits incluso cuando hay largas secuencias de periodos sin transiciones de nivel que

puedan significar la peacuterdida de sincronizacioacuten o incluso errores en las secuencias

de bits

Este tipo de codificacioacuten nos asegura que la componente continua de las sentildeales es

cero si se emplean valores positivos y negativos

La codificacioacuten Manchester es una forma de codificacioacuten altamente fiable

El requerimiento del ancho de banda para la codificacioacuten Manchester es el doble

comparado en las comunicaciones asiacutencronas y el espectro de la sentildeal es

considerablemente mas ancho

Definicioacuten

El estaacutendar IEEE 8023 especifica el meacutetodo de control del medio (MAC) denominado The

physical layer and the Data Link layer standardized by IEEE 8023 are intended to

correspond closely to the lowest layers of the ISO Model for Open Systems

Interconnection (see ) [3]CSMACD siglas que corresponden a Carrier Sense Multiple

Access with Collision Deteccioacuten (en espantildeol Meacutetodo de acceso Muacuteltiple por Deteccioacuten de

Portadora con Deteccioacuten de Colisiones) es una teacutecnica usada en redes Ethernet para

mejorar sus prestaciones Anteriormente a esta teacutecnica se usaron las de Aloha puro (El

protocolo ALOHA es un protocolo del nivel de enlace de datos para redes de aacuterea local con

topologiacutea de difusioacutenLa primera versioacuten del protocolo era baacutesica

Si tienes datos que enviar enviacutealos

Si el mensaje colisiona con otra transmisioacuten intenta reenviarlos maacutes tarde)

Tambien usaron el Aloha ranurado (con la uacutenica diferencia de que las estaciones soacutelo

pueden transmitir en unos determinados instantes de tiempo o slotspero ambas

presentaban muy bajas prestaciones Por eso aparecioacute en primer lugar la teacutecnica

CSMA (el escuchar el medio para saber si existe presencia de portadora en los

momentos en los que se ocupa el canal

El fin es evitar colisiones es decir que dos host hablen al mismo tiempo Por otro lado

define el procedimento que estos dos host deben seguir si llegasen a usar el mismo

medio de forma simultaacutenea)

CSMACD sucede cuando se utiliza un medio de acceso muacuteltiple y que la estacioacuten que

desea emitir previamente escucha el canal antes de emitir Lo cual es el protocolo de

sentildeal eleacutectrica

TIPOS DE PROTOCOLOS CON DETECCIOacuteN DE PORTADORA

En los mecanismos de acceso al medio con deteccioacuten de portadora como los CSMA

(Carrier Sense Multiple Access) el control de acceso al medio de transmisioacuten se distribuye

completamente entre todas las estaciones Una estacioacuten que quiere transmitir escucha la

liacutenea para detectar si otra estaacute transmitiendo Si el canal estaacute vaciacuteo la estacioacuten transmite

pero si estaacute ocupado debe esperar un cierto tiempo antes de intentarlo de nuevo Hay tres

algoritmos para determinar cuando se vuelve a intentar la transmisioacuten tras encontrar

ocupado el canal

CSMA 1-PERSISTENTE

CSMA NO PERSISTENTE

CSMA P-PERSISTENTE

CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN

CSMA 1-PERSISTENTE

El protocolo CSMA 1-persistente funciona de la siguiente forma cuando tiene que

transmitir un frame primero escucha el canal y si estaacute libre enviacutea el frame caso contrario

espera a que se libere y en ese momento lo enviacutea Se denomina CSMA 1-persistente

porque existe la probabilidad 1 es decir certeza de que el frame se transmitiraacute cuando el

canal esteacute libre En una situacioacuten real con alto traacutefico es muy posible que cuando un nodo

termine de transmitir existan varios esperando enviar sus datos y con CSMA 1-persistente

todos los frames seraacuten emitidos a la vez y colisionaraacuten pudieacutendose repetir el proceso

varias veces con la consiguiente degradacioacuten del rendimiento Una colisioacuten ocurriraacute

aunque no empiecen a transmitir exactamente a la vez basta simplemente con que dos

nodos empiecen a transmitir con una diferencia de tiempos menor que la distancia que los

separa ya que en tal caso ambos detectaraacuten el canal libre en el momento de iniciar la

transmisioacuten Se deduce entonces que en este tipo de redes el retardo de propagacioacuten de

la sentildeal puede tener un efecto importante en el rendimiento El rendimiento obtenido con

este protocolo puede llegar al 55 con un grado de ocupacioacuten del 100

CSMA NO PERSISTENTE

Antes de enviar se escucha el canal si el canal estaacute libre se transmite el frame Si estaacute

ocupado en vez de quedarse escuchando se espera un tiempo aleatorio que viene dado

por un algoritmo llamado de backoff despueacutes del cual se repite el proceso El protocolo

tiene una menor eficiencia que CSMA 1-persistente para traacuteficos moderados pues

introduce una mayor latencia sin embargo se comporta mejor en situaciones de traacutefico

intenso ya que evita las colisiones producidas por las estaciones que se encuentran a la

espera de que termine la transmisioacuten de un frame en un momento dado

CSMA P-PERSISTENTE

Utiliza intervalos de tiempo y funciona de la siguiente manera cuando el nodo tiene

algo que enviar primero escucha el canal si estaacute ocupado espera un tiempo aleatorio

Cuando el canal estaacute libre se selecciona un nuacutemero aleatorio con distribucioacuten uniforme

entre 0 y 1 si el nuacutemero es menor que p el frame es transmitido En caso contrario se

espera el siguiente slot de tiempo para transmitir y repite el algoritmo hasta que el frame

es transmitido o bien otro nodo utiliza en canal en cuyo caso se espera un tiempo

aleatorio y empieza de nuevo el proceso desde el principio La eficiencia del protocolo es

en general superior a la de CSMA 1-persistente y CSMA no persistente

CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN

Un problema con los protocolos anteriores es que una vez se ha empezado a transmitir

un frame se sigue transmitiendo auacuten cuando se detecte una colisioacuten Como es maacutes

eficiente dejar de transmitir y esperar un tiempo aleatorio para volver a hacerlo los

protocolos de acceso muacuteltiple por deteccioacuten de portadora con deteccioacuten de colisiones o

CSMACD implementan esta mejora

Estados de

una red CSMACD

En una red CSMACD la uacutenica circunstancia en la que puede producirse una colisioacuten es

cuando dos hosts empiezan a transmitir a la vez o con una diferencia de tiempo lo

bastante pequentildea como para que la sentildeal de uno no haya podido llegar al otro antes de

que eacuteste empiece a transmitir En palabras simples el nodo no alcanzoacute a escuchar que

otro nodo ya comenzoacute la transmisioacuten producto del retardo de propagacioacuten de la sentildeal

A este periodo de tiempo se le llama PERIODO DE CONTIENDA y corresponde a uno de

los tres posibles estados que tiene una red CSMACD los otros dos estados son los de

transmisioacuten y estado libre

Deteccioacuten de portadora

La deteccioacuten de portadora es utilizada para escuchar al medio (la portadora) para ver si se

encuentra libre Si la portadora se encuentra libre los datos son pasados a la capa fiacutesica

para su transmisioacuten Si la portadora estaacute ocupada se monitorea hasta que se libere

Deteccioacuten de colisiones

Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten

Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto

ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten

La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se

enteren de que ha ocurrido una colisioacuten

Caracteriacutesticas de CSMACD

1 El primer paso a la hora de transmitir seraacute saber si el medio estaacute libre Para eso

escuchamos lo que dicen los demaacutes Si el medio esta tranquilo (ninguna otra estacioacuten esta

transmitiendo) se enviacutea la transmisioacuten

2 Cuando dos o maacutes estaciones tienen mensajes para enviar es posible que transmitan casi

en el mismo instante resultando en una colisioacuten en la red

3 Cuando se produce una colisioacuten todas las estaciones receptoras ignoran la transmisioacuten

confusa

4 Si un dispositivo de transmisioacuten detecta una colisioacuten enviacutea una sentildeal de expansioacuten para

notificar a todos los dispositivos conectados que ha ocurrido una colisioacutendenominada

jamming

5 Las estaciones transmisoras detienen sus transmisiones tan pronto como detectan la

colisioacuten

6 Despueacutes de una colisioacuten (Los host que intervienen en la colisioacuten invocan un algoritmo de

postergacioacuten que genera un tiempo aleatorio) las estaciones esperan un tiempo aleatorio

(tiempo de backoff) para volver a transmitir una trama

En el meacutetodo de acceso CSMACD los dispositivos de red que tienen datos para transmitir

funcionan en el modo escuchar antes de transmitir Esto significa que cuando un nodo

desea enviar datos primero debe determinar si los medios de red estaacuten ocupados o no

En redes inalaacutembricas resulta a veces complicado llevar a cabo el primer paso (escuchar al

medio para determinar si estaacute libre o no) Por este motivo surgen dos problemas que

pueden ser detectados

1 Problema del nodo oculto la estacioacuten cree que el medio estaacute libre cuando en

realidad no lo estaacute pues estaacute siendo utilizado por otro nodo al que la estacioacuten no

oye

2 Problema del nodo expuesto la estacioacuten cree que el medio estaacute ocupado

cuando en realidad lo estaacute ocupando otro nodo que no interfeririacutea en su

transmisioacuten a otro destino

Para resolver estos problemas la IEEE 80211 propone MACA (MultiAccess Collision

Avoidance ndash Evitacioacuten de Colisioacuten por Acceso Muacuteltiple)

CSMA CD Meacutetodo de acceso capacidades funcionales

El siguiente resumen muestra una referencia raacutepida de las

capacidades funcionales de CSMA CD sublayer MAC

En el marco de la transmisioacuten

aceptar los datos de la LLC sublayer y construir un marco

Presentar una serie de bits de datos a la capa fiacutesica para la

transmisioacuten en el medio

En el marco de la recepcioacuten

recibir una serie de bits de datos a partir de la capa fiacutesica

presentar a la LLC (enlace logico de control)sublayer marcos

aplazar el enviacuteo de un flujo de bits de serie cada vez que el

soporte fiacutesico estaacute ocupado

FCS adecuado antildeadir valor a los marcos de salida y verificar la

alineacioacuten completa octeto frontera

controles de los marcos de errores de transmisioacuten por medio

de FCS y verifica la alineacioacuten octeto frontera

retrasar la transmisioacuten de bits de marco para el intervalo

entre periacuteodo especificado

detener la transmisioacuten cuando se detecte colisioacuten

se garantiza la propagacioacuten en toda la red mediante el enviacuteo

de mensaje de atasco

descartar la transmisioacuten que se recibieron menos de una

longitud miacutenima

TRAMA DE TRANSMICION CSMACD

Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con

un indicador de sentildeal de comienzo de la trama

El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito

de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de

transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el

direccionamiento

El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten

Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas

El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos

emisor y receptor

El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos

Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener

una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y

destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada

El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten

dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es

conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de

multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es

Conocida como direccioacuten de difusioacuten

La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten

El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a

continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los

casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)

El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud

variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes

Un campo pad o campo de relleno es usado para asegurar que la trama alcance la

longitud miacutenima requerida Una trama debe contener miacutenimo un nuacutemero de bytes

para que las estaciones puedan detectar las colisiones con precisioacuten

Una secuencia de chequeo de trama es utilizada como mecanismo de control de

errores

Cuando el dispositivo emisor ensambla la trama realiza un caacutelculo en los bits de la

trama El algoritmo usado para realizar este caacutelculo siempre genera como salida un

valor de 4 bytes El dispositivo emisor almacena este valor en el campo de chequeo

de secuencia de la trama

Cuando el receptor recibe la trama realiza el mismo caacutelculo y compara el resultado

con el del campo de chequeo de secuencia de la trama Si los dos valores

coinciden la transmisioacuten se asume como correcta Si los dos valores son

diferentes el dispositivo de destino solicita una retransmisioacuten de la trama

ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS

La funcioacuten de encapsulacioacuten y desencapsulacioacuten de datos es llevada a cabo por la subcapa

MAC Este proceso es responsable de las funciones de direccionamiento y del chequeo de

errores

ENCAPSULADO

El encapsulado es realizado por la estacioacuten emisora El encapsulado es el acto de agregar

informacioacuten direcciones y bytes para el control de errores al comienzo y al final de la

unidad de datos transmitidos Esto es realizado luego que los datos son recibidos por la

Subcapa de control de enlace loacutegico (LLC) La informacioacuten antildeadida es necesaria para

realizar las siguientes tareas

Sincronizar la estacioacuten receptora con la sentildeal

Indicar el comienzo y el fin de la trama

Identificar las direcciones tanto de la estacioacuten emisora como la receptora

Detectar errores en la transmisioacuten

Ejemplo ENCAPSULADO DE DATOS EN EL MODELO DE REFERENCIA OSI

Lo que sigue es una descripcioacuten del proceso de encapsulado de datos en una pila de

protocolo en nuestro caso TCPIP

Las capas del modelo osi se comunican entre siacute utilizando las PDU (protocol data unit) que

especifican que informacioacuten debe agregarse como encabezado o final de los datos que

ingresan a la capa Analizamos el paso de los datos por las 4 uacuteltimas capas del modelo

( transporte red enlace de datos fiacutesica)

Cuando los datos bajan de la capa sesioacuten la PDU de la capa de transporte exige el

agregado del encabezado de protocolo TCP La capa siguiente agrega el encabezado IP Al

bajar a la capa de Enlace el encabezado que se agrega depende de la implementacioacuten de

Ethernet que se esteacute utilizando Si la implementacioacuten es ETHERNET II se agrega solamente

un encabezado MAC si la implementacioacuten es IEEE 8023 8022 se agregan 2

encabezados LLC de la subcapa superior (Logical Link Control) y MAC (Media Access

Control) de la subcapa inferior para luego pasar a la capa Fiacutesica convertido en sentildeales

eleacutectricas

DESENCAPSULADO

El desencapsulado es realizado por la estacioacuten receptora Cuando es recibida una trama la

estacioacuten receptora es responsable de realizar las siguientes tareas

Reconocer la direccioacuten de destino y determinar si coincide con su propia direccioacuten

Realizar la verificacioacuten de errores

Remover la informacioacuten de control que fue antildeadida por la funcioacuten de encapsulado

de datos en la estacioacuten emisora

ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO

La funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es realizada por la subcapa MAC

En la estacioacuten emisora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable de

determinar si el canal de comunicacioacuten se encuentra disponible Si el canal se encuentra

disponible puede iniciarse la transmisioacuten de datos

Adicionalote la funcioacuten de administracioacuten es responsable de determinar que accioacuten

deberaacute tomarse en caso de detectarse una colisioacuten y cuando intentaraacute retransmitir

En la estacioacuten receptora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable

de realizar las comprobaciones de validacioacuten en la trama antes de pasarla a la funcioacuten de

desencapsulado

CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS

La funcioacuten de codificacioacutendecodificacioacuten es realizada en la capa fiacutesica Esta funcioacuten es

responsable de obtener la forma eleacutectrica u oacuteptica de los datos que se van a transmitir en

el medio

La codificacioacuten de datos es realizada por la estacioacuten emisora Esta es responsable de

traducir los bits a sus correspondientes sentildeales eleacutectricas u oacutepticas para ser trasladadas a

traveacutes del medio Adicionalmente esta funcioacuten es responsable de escuchar el medio y

notificar al la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio si el medio se encuentra libre

ocupado o se ha detectado una colisioacuten

veremos algunas teacutecnicas para codificar datos en sentildeales digitales Recordemos que una

sentildeal digital es una secuencia de niveles de tensioacuten discretos cada uno de ellos es un

elemento de la sentildeal Las teacutecnicas de codificacioacuten convierten cada bit de datos 0 o 1 en

elementos de sentildeal buscando ciertas ventajas o caracteriacutestica de la misma

iquestQueacute es lo que buscamos cuando queremos transmitir Pues de normal que la velocidad

de transmisioacuten sea elevada y que el nuacutemero de errores pequentildeo Pero tambieacuten que el

medio que utilicemos sea barato Por desgracia todo a la vez es imposible canales con

mayor ancho de banda aumentaraacuten la velocidad de transmisioacuten y si estaacuten bien

apantallados podraacuten transmitir a grandes distancias sin apenas ruido iexclpero eso es muy

caro iquestDe queacute manera puede ayudar la forma de la sentildeal

(Un poco maacutes de

vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten

soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos

lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas

Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama

transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos

La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la

traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits

TRAMA DE TRANSMICION CSMACD

Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con

un indicador de sentildeal de comienzo de la trama

El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito

de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de

transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el

direccionamiento

El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten

Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas

El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos

emisor y receptor

El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos

El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits

10101011

Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener

una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y

destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada

El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten

dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es

conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de

multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es

conocida como direccioacuten de difusioacuten

La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten

El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a

continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los

casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)

El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud

variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes

4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)

Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red

Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits

transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un

nuacutemero negativo y una potencia de 10

Se calcula con la siguiente formula

BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS

Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por

ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3

actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER

se consigue tiacutepicamente en 10^ -12

VALORES DE BER TIPICOS

Ethernet 10BASE-5 lt10^-8

Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10

Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11

Fiber Channel SONETSDHlt10^-12

GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8

CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7

5 TOPOLOGIAS

Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los

diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos

especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden

interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental

que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los

diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La

topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el

nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc

Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea

1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y

cableado (los medios) en la red

2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del

medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y

transmisioacuten de tokens (Token Ring)

3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones

La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia

todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para

utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento

en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten

de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a

cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la

red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host

y el proceso se vuelve a repetir

Topologiacutea de la Red Ethernet

La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo

de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se

conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos

forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal

La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el

cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de

cableado

TOPOLOGIA EN BUS

La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo

segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la

combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta

estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y

no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo

de estaciones de la red se fija en 1024

Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media

pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es

completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la

red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet

pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que

transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros

10-BASE-5

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto

Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados

transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo

agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del

cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la

estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la

interfaz se comunica con la computadora

Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que

acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una

tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el

transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso

llevar un microprocesador para controlar las transferencias

Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores

BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC

conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces

utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es

maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es

de 185 metros

10-BASE-2

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador

Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca

un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el

conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los

extremos si este se conecta directamente a un repetidor

TOPOLOGIA EN ESTRELLA

El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que

cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese

segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en

estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a

un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una

para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El

cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado

El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la

expansioacuten de la red

CONECTOR RJ-45

Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de

ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los

pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En

algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo

se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador

sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs

utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red

10-BASE-T

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico

Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas

10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios

Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia

entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-

BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con

un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red

Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se

puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la

conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos

casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores

5 Trama de red

En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de

datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos

especialmente en el Nivel de enlace de datos

Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten

chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de

datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel

de red

Formato de la trama de Ethernet

Trama DIX

Ethernet

Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS

8 bytes 6 bytes6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes

2 oacute 4

bytes

Trama IEEE

8023

Preaacutembul

oSOF Destino Origen

Longitu

dDatos Relleno FCS

7 bytes1

byte6 bytes

6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes4 bytes

Preaacutembulo

Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y

estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo

es

10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010

Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester

representan una forma de onda perioacutedica

SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama

Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s

consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes

significativo del campo de direccioacuten MAC de destino

Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor

debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF

Direccioacuten de destino

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se

enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast

o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar

si debe aceptar el paquete

Direccioacuten de origen

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se

enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la

direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos

Tipo

Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el

paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos

interpreta este campo

Datos

Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de

valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este

campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de

niveles superiores

FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)

Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de

Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el

receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la

trama

Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama

- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica

- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y

realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un

byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios

- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de

datos para obtener una suma

7 componentes de Ethernet

Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio

Ethernet a mano maacutes apropiado

Hay cuatro tipos principales de medios en uso

Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5

Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en

determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)

Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04

pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)

relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta

su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o

grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero

permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias

Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2

Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar

Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas

(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en

empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a

interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso

Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)

sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero

requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino

tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se

utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos

Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T

Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla

adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes

frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco

mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo

del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su

costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con

plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin

embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias

electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado

con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps

Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-

repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las

aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o

10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las

situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una

preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes

cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica

La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de

longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que

de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre

Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que

seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se

puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten

Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la

flexibilidad de la tecnologiacutea

Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet

Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de

paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation

Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE

liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha

vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan

Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el

disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene

aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una

resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir

la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas

Figura 1

El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura

1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes

electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras

que se comunican en la red

La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un

dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un

transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del

cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre

un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada

en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro

del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se

corte y se inserte una lsquoTrsquo

Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un

transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio

del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador

anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta

madre) y se conecta con el transceptor

Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra

fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las

sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite

la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute

en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato

digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el

transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente

llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la

potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la

operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o

recibiendo

Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las

intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema

operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta

instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la

transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido

finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple

dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede

contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria

de la computadora y el cable ether)

En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de

una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e

instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura

2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante

Figura 2

Capacidad de las redes Ethernet

El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden

transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una

computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red

no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar

datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico

total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y

pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace

posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa

que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por

ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o

muchas computadoras que generan cargas ligeras

La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE

8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo

suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles

Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El

propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red

sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una

longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo

el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama

La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se

encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que

es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser

transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por

un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se

encuentran en el campo da datos

La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de

direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023

permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite

solo direcciones de 6 Bytes

El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE

8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet

Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de

los cables utilizados

10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet

10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet

10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una

velocidad de 10 Mbps

100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica

multimodo (la F es por Fiber)

100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)

1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad

de 1 gigabite por segundo

1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S

es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)

1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L

es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)

Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado

Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del

nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran

aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de

legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces

de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor

adaptacioacuten y transicioacuten

Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos

Velocidad de transmisioacuten

- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea

Tipo de cable

- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea

Longitud maacutexima

- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones

repetidoras)

Topologiacutea

- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados

con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o

switches (estrella conmutada)

A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes

importantes

Tecnologiacuteas Ethernet

Tecnologiacutea

Velocidad de

transmisioacuten Tipo de cable

Distancia

maacutexima Topologiacutea

10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)

10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m

Estrella (Hub o

Switch)

10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o

Switch)

100BaseT4 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 3UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseTX 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 5UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m

No permite el uso de

hubs

1000BaseT 1000Mbps

4 pares trenzado

(categoriacutea 5e oacute

6UTP ) 100 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseSX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(multimodo) 550 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseLX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(monomodo) 5000 m

Estrella Full Duplex

(switch)

10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los

estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad

nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet

El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y

WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en

una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023

Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten

8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN

PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se

puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103

Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas

Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c

10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre

cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo

del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica

multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)

10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand

4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un

router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance

10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre

240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra

mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm

10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra

mono-modo (usando 1310nm)

10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre

fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido

interfaces enchufables de hasta 80-km

10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625

microm

10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado

para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera

SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-

ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas

distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)

Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado

principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin

embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par

trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada

para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-

duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex

Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes

Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802

10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten

comercial

La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las

especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para

Ethernet de 100 Mbps

Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes

apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios

productos en el mercado

Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones

1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de

sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la

transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado

100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como

veremos a continuacioacuten)

Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue

utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que

puede seguir usando los mismos cables de par trenzado

2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por

otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)

y que se denominoacute 100BaseVG

Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea

3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable

consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda

3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten

denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito

4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente

sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet

utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es

lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)

VELOCIDAD

En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea

circulan a la velocidad de 10 Mbps

Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades

superiores tanto de 20 como de 100 Mbps

Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes

de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios

usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-

Windows

De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que

actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 10: Trabajo Ethernet

Generacioacuten y extraccioacuten del preaacutembulo para fines de sincronizacioacuten

Codificacioacuten y decodificacioacuten de bits

Acceso al Canal

Transmisioacuten Recepcioacuten de los bits codificados

Sensibilidad de portadora indicando trafico sobre el canal

Deteccioacuten de colisiones indicando contencioacuten sobre el canal

Formato de Trama

En una red ethernet cada elemento del sistema tiene una direccioacuten uacutenica de 48

bits y la informacioacuten es transmitida serialmente en grupos de bits denominados

tramas Las tramas incluyen los datos a ser enviados la direccioacuten de la estacioacuten

que debe recibirlos y la direccioacuten de la estacioacuten que los transmite

Cada interface ethernet monitorea el medio de transmisioacuten antes de una

transmisioacuten para asegurar que no esteacute en uso y durante la transmisioacuten para

detectar cualquier interferencia

En caso de alguna interferencia durante la transmisioacuten las tramas son enviadas

nuevamente cuando el medio esteacute disponible Para recibir los datos cada estacioacuten

reconoce su propia direccioacuten y acepta las tramas con esa direccioacuten mientras ignora

las demaacutes

El tamantildeo de trama permitido sin incluir el preaacutembulo puede ser desde 64 a 1518

octetos Las tramas fuera de este rango son consideradas invalidas

Campos que Componen la Trama

El preaacutembulo Inicia o encabeza la trama con ocho octetos formando un patroacuten de 1010

que termina en 10101011 Este campo provee sincronizacioacuten y marca el limite de trama

Direccioacuten destino Sigue al preaacutembulo o identifica la estacioacuten destino que debe recibir la

trama mediante seis octetos que pueden definir una direccioacuten de nivel fiacutesico o muacuteltiples

direcciones lo cual es determinado mediante el bit de menos significacioacuten del primer byte

de este campo Para una direccioacuten de nivel fiacutesico este es puesto en 0 loacutegico y la misma es

uacutenica a traveacutes de toda la red ethernet Una direccioacuten muacuteltiple puede ser dirigida a un

grupo de estaciones o a todas las estaciones y tiene el bit de menos significacioacuten en 1

loacutegico Para direccionar todas las estaciones de la red todos los bits del campo de

direccioacuten destino se ponen en 1 lo cual ofrece la combinacioacuten FFFFFFFFFFFFH

Direccioacuten fuente Este campo sigue al anterior Compuesto tambieacuten por seis octetos que

identifican la estacioacuten que origina la trama

Los campos de direccioacuten son ademaacutes subdivididos Los primeros tres octetos son

asignados a un fabricante y los tres octetos siguientes son asignados por el fabricante La

tarjeta de red podriacutea venir defectuosa pero la direccioacuten del nodo debe permanecer

consistente El chip de memoria ROM que contiene la direccioacuten original puede ser

removido de una tarjeta vieja para ser insertado en una nueva tarjeta o la direccioacuten

puede ser puesta en un registro mediante el disco de diagnostico de la tarjeta de

interfaces de red (NIC) Cualquiera que sea el meacutetodo utilizado se deber ser cuidadoso

para evitar alteracioacuten alguna en la administracioacuten de la red

Tipo Este es un campo de dos octetos que siguen al campo de direccioacuten fuente y

especifican el protocolo de alto nivel utilizado en el campo de datos Algunos tipos serian

0800H para TCPIP y 0600H para XNS

Campo de dato Contiene los datos de informacioacuten y es el uacutenico que tiene una longitud de

bytes variable que puede oscilar de un miacutenimo de 46 bytes a un maacuteximo de 1500 El

contenido de ese campo es completamente arbitrario y es determinado por el protocolo

de alto nivel usado

Frame Check Secuence Este viene a ser el ultimo campo de la trama compuesto por 32

bits que son usados por la verificacioacuten de errores en la transmisioacuten mediante el meacutetodo

CRC considerando los campo de direccioacuten tipo y de dato

Caracteriacutesticas

La codificacioacuten Manchester provee una forma simple de codificar secuencias de

bits incluso cuando hay largas secuencias de periodos sin transiciones de nivel que

puedan significar la peacuterdida de sincronizacioacuten o incluso errores en las secuencias

de bits

Este tipo de codificacioacuten nos asegura que la componente continua de las sentildeales es

cero si se emplean valores positivos y negativos

La codificacioacuten Manchester es una forma de codificacioacuten altamente fiable

El requerimiento del ancho de banda para la codificacioacuten Manchester es el doble

comparado en las comunicaciones asiacutencronas y el espectro de la sentildeal es

considerablemente mas ancho

Definicioacuten

El estaacutendar IEEE 8023 especifica el meacutetodo de control del medio (MAC) denominado The

physical layer and the Data Link layer standardized by IEEE 8023 are intended to

correspond closely to the lowest layers of the ISO Model for Open Systems

Interconnection (see ) [3]CSMACD siglas que corresponden a Carrier Sense Multiple

Access with Collision Deteccioacuten (en espantildeol Meacutetodo de acceso Muacuteltiple por Deteccioacuten de

Portadora con Deteccioacuten de Colisiones) es una teacutecnica usada en redes Ethernet para

mejorar sus prestaciones Anteriormente a esta teacutecnica se usaron las de Aloha puro (El

protocolo ALOHA es un protocolo del nivel de enlace de datos para redes de aacuterea local con

topologiacutea de difusioacutenLa primera versioacuten del protocolo era baacutesica

Si tienes datos que enviar enviacutealos

Si el mensaje colisiona con otra transmisioacuten intenta reenviarlos maacutes tarde)

Tambien usaron el Aloha ranurado (con la uacutenica diferencia de que las estaciones soacutelo

pueden transmitir en unos determinados instantes de tiempo o slotspero ambas

presentaban muy bajas prestaciones Por eso aparecioacute en primer lugar la teacutecnica

CSMA (el escuchar el medio para saber si existe presencia de portadora en los

momentos en los que se ocupa el canal

El fin es evitar colisiones es decir que dos host hablen al mismo tiempo Por otro lado

define el procedimento que estos dos host deben seguir si llegasen a usar el mismo

medio de forma simultaacutenea)

CSMACD sucede cuando se utiliza un medio de acceso muacuteltiple y que la estacioacuten que

desea emitir previamente escucha el canal antes de emitir Lo cual es el protocolo de

sentildeal eleacutectrica

TIPOS DE PROTOCOLOS CON DETECCIOacuteN DE PORTADORA

En los mecanismos de acceso al medio con deteccioacuten de portadora como los CSMA

(Carrier Sense Multiple Access) el control de acceso al medio de transmisioacuten se distribuye

completamente entre todas las estaciones Una estacioacuten que quiere transmitir escucha la

liacutenea para detectar si otra estaacute transmitiendo Si el canal estaacute vaciacuteo la estacioacuten transmite

pero si estaacute ocupado debe esperar un cierto tiempo antes de intentarlo de nuevo Hay tres

algoritmos para determinar cuando se vuelve a intentar la transmisioacuten tras encontrar

ocupado el canal

CSMA 1-PERSISTENTE

CSMA NO PERSISTENTE

CSMA P-PERSISTENTE

CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN

CSMA 1-PERSISTENTE

El protocolo CSMA 1-persistente funciona de la siguiente forma cuando tiene que

transmitir un frame primero escucha el canal y si estaacute libre enviacutea el frame caso contrario

espera a que se libere y en ese momento lo enviacutea Se denomina CSMA 1-persistente

porque existe la probabilidad 1 es decir certeza de que el frame se transmitiraacute cuando el

canal esteacute libre En una situacioacuten real con alto traacutefico es muy posible que cuando un nodo

termine de transmitir existan varios esperando enviar sus datos y con CSMA 1-persistente

todos los frames seraacuten emitidos a la vez y colisionaraacuten pudieacutendose repetir el proceso

varias veces con la consiguiente degradacioacuten del rendimiento Una colisioacuten ocurriraacute

aunque no empiecen a transmitir exactamente a la vez basta simplemente con que dos

nodos empiecen a transmitir con una diferencia de tiempos menor que la distancia que los

separa ya que en tal caso ambos detectaraacuten el canal libre en el momento de iniciar la

transmisioacuten Se deduce entonces que en este tipo de redes el retardo de propagacioacuten de

la sentildeal puede tener un efecto importante en el rendimiento El rendimiento obtenido con

este protocolo puede llegar al 55 con un grado de ocupacioacuten del 100

CSMA NO PERSISTENTE

Antes de enviar se escucha el canal si el canal estaacute libre se transmite el frame Si estaacute

ocupado en vez de quedarse escuchando se espera un tiempo aleatorio que viene dado

por un algoritmo llamado de backoff despueacutes del cual se repite el proceso El protocolo

tiene una menor eficiencia que CSMA 1-persistente para traacuteficos moderados pues

introduce una mayor latencia sin embargo se comporta mejor en situaciones de traacutefico

intenso ya que evita las colisiones producidas por las estaciones que se encuentran a la

espera de que termine la transmisioacuten de un frame en un momento dado

CSMA P-PERSISTENTE

Utiliza intervalos de tiempo y funciona de la siguiente manera cuando el nodo tiene

algo que enviar primero escucha el canal si estaacute ocupado espera un tiempo aleatorio

Cuando el canal estaacute libre se selecciona un nuacutemero aleatorio con distribucioacuten uniforme

entre 0 y 1 si el nuacutemero es menor que p el frame es transmitido En caso contrario se

espera el siguiente slot de tiempo para transmitir y repite el algoritmo hasta que el frame

es transmitido o bien otro nodo utiliza en canal en cuyo caso se espera un tiempo

aleatorio y empieza de nuevo el proceso desde el principio La eficiencia del protocolo es

en general superior a la de CSMA 1-persistente y CSMA no persistente

CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN

Un problema con los protocolos anteriores es que una vez se ha empezado a transmitir

un frame se sigue transmitiendo auacuten cuando se detecte una colisioacuten Como es maacutes

eficiente dejar de transmitir y esperar un tiempo aleatorio para volver a hacerlo los

protocolos de acceso muacuteltiple por deteccioacuten de portadora con deteccioacuten de colisiones o

CSMACD implementan esta mejora

Estados de

una red CSMACD

En una red CSMACD la uacutenica circunstancia en la que puede producirse una colisioacuten es

cuando dos hosts empiezan a transmitir a la vez o con una diferencia de tiempo lo

bastante pequentildea como para que la sentildeal de uno no haya podido llegar al otro antes de

que eacuteste empiece a transmitir En palabras simples el nodo no alcanzoacute a escuchar que

otro nodo ya comenzoacute la transmisioacuten producto del retardo de propagacioacuten de la sentildeal

A este periodo de tiempo se le llama PERIODO DE CONTIENDA y corresponde a uno de

los tres posibles estados que tiene una red CSMACD los otros dos estados son los de

transmisioacuten y estado libre

Deteccioacuten de portadora

La deteccioacuten de portadora es utilizada para escuchar al medio (la portadora) para ver si se

encuentra libre Si la portadora se encuentra libre los datos son pasados a la capa fiacutesica

para su transmisioacuten Si la portadora estaacute ocupada se monitorea hasta que se libere

Deteccioacuten de colisiones

Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten

Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto

ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten

La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se

enteren de que ha ocurrido una colisioacuten

Caracteriacutesticas de CSMACD

1 El primer paso a la hora de transmitir seraacute saber si el medio estaacute libre Para eso

escuchamos lo que dicen los demaacutes Si el medio esta tranquilo (ninguna otra estacioacuten esta

transmitiendo) se enviacutea la transmisioacuten

2 Cuando dos o maacutes estaciones tienen mensajes para enviar es posible que transmitan casi

en el mismo instante resultando en una colisioacuten en la red

3 Cuando se produce una colisioacuten todas las estaciones receptoras ignoran la transmisioacuten

confusa

4 Si un dispositivo de transmisioacuten detecta una colisioacuten enviacutea una sentildeal de expansioacuten para

notificar a todos los dispositivos conectados que ha ocurrido una colisioacutendenominada

jamming

5 Las estaciones transmisoras detienen sus transmisiones tan pronto como detectan la

colisioacuten

6 Despueacutes de una colisioacuten (Los host que intervienen en la colisioacuten invocan un algoritmo de

postergacioacuten que genera un tiempo aleatorio) las estaciones esperan un tiempo aleatorio

(tiempo de backoff) para volver a transmitir una trama

En el meacutetodo de acceso CSMACD los dispositivos de red que tienen datos para transmitir

funcionan en el modo escuchar antes de transmitir Esto significa que cuando un nodo

desea enviar datos primero debe determinar si los medios de red estaacuten ocupados o no

En redes inalaacutembricas resulta a veces complicado llevar a cabo el primer paso (escuchar al

medio para determinar si estaacute libre o no) Por este motivo surgen dos problemas que

pueden ser detectados

1 Problema del nodo oculto la estacioacuten cree que el medio estaacute libre cuando en

realidad no lo estaacute pues estaacute siendo utilizado por otro nodo al que la estacioacuten no

oye

2 Problema del nodo expuesto la estacioacuten cree que el medio estaacute ocupado

cuando en realidad lo estaacute ocupando otro nodo que no interfeririacutea en su

transmisioacuten a otro destino

Para resolver estos problemas la IEEE 80211 propone MACA (MultiAccess Collision

Avoidance ndash Evitacioacuten de Colisioacuten por Acceso Muacuteltiple)

CSMA CD Meacutetodo de acceso capacidades funcionales

El siguiente resumen muestra una referencia raacutepida de las

capacidades funcionales de CSMA CD sublayer MAC

En el marco de la transmisioacuten

aceptar los datos de la LLC sublayer y construir un marco

Presentar una serie de bits de datos a la capa fiacutesica para la

transmisioacuten en el medio

En el marco de la recepcioacuten

recibir una serie de bits de datos a partir de la capa fiacutesica

presentar a la LLC (enlace logico de control)sublayer marcos

aplazar el enviacuteo de un flujo de bits de serie cada vez que el

soporte fiacutesico estaacute ocupado

FCS adecuado antildeadir valor a los marcos de salida y verificar la

alineacioacuten completa octeto frontera

controles de los marcos de errores de transmisioacuten por medio

de FCS y verifica la alineacioacuten octeto frontera

retrasar la transmisioacuten de bits de marco para el intervalo

entre periacuteodo especificado

detener la transmisioacuten cuando se detecte colisioacuten

se garantiza la propagacioacuten en toda la red mediante el enviacuteo

de mensaje de atasco

descartar la transmisioacuten que se recibieron menos de una

longitud miacutenima

TRAMA DE TRANSMICION CSMACD

Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con

un indicador de sentildeal de comienzo de la trama

El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito

de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de

transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el

direccionamiento

El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten

Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas

El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos

emisor y receptor

El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos

Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener

una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y

destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada

El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten

dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es

conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de

multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es

Conocida como direccioacuten de difusioacuten

La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten

El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a

continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los

casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)

El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud

variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes

Un campo pad o campo de relleno es usado para asegurar que la trama alcance la

longitud miacutenima requerida Una trama debe contener miacutenimo un nuacutemero de bytes

para que las estaciones puedan detectar las colisiones con precisioacuten

Una secuencia de chequeo de trama es utilizada como mecanismo de control de

errores

Cuando el dispositivo emisor ensambla la trama realiza un caacutelculo en los bits de la

trama El algoritmo usado para realizar este caacutelculo siempre genera como salida un

valor de 4 bytes El dispositivo emisor almacena este valor en el campo de chequeo

de secuencia de la trama

Cuando el receptor recibe la trama realiza el mismo caacutelculo y compara el resultado

con el del campo de chequeo de secuencia de la trama Si los dos valores

coinciden la transmisioacuten se asume como correcta Si los dos valores son

diferentes el dispositivo de destino solicita una retransmisioacuten de la trama

ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS

La funcioacuten de encapsulacioacuten y desencapsulacioacuten de datos es llevada a cabo por la subcapa

MAC Este proceso es responsable de las funciones de direccionamiento y del chequeo de

errores

ENCAPSULADO

El encapsulado es realizado por la estacioacuten emisora El encapsulado es el acto de agregar

informacioacuten direcciones y bytes para el control de errores al comienzo y al final de la

unidad de datos transmitidos Esto es realizado luego que los datos son recibidos por la

Subcapa de control de enlace loacutegico (LLC) La informacioacuten antildeadida es necesaria para

realizar las siguientes tareas

Sincronizar la estacioacuten receptora con la sentildeal

Indicar el comienzo y el fin de la trama

Identificar las direcciones tanto de la estacioacuten emisora como la receptora

Detectar errores en la transmisioacuten

Ejemplo ENCAPSULADO DE DATOS EN EL MODELO DE REFERENCIA OSI

Lo que sigue es una descripcioacuten del proceso de encapsulado de datos en una pila de

protocolo en nuestro caso TCPIP

Las capas del modelo osi se comunican entre siacute utilizando las PDU (protocol data unit) que

especifican que informacioacuten debe agregarse como encabezado o final de los datos que

ingresan a la capa Analizamos el paso de los datos por las 4 uacuteltimas capas del modelo

( transporte red enlace de datos fiacutesica)

Cuando los datos bajan de la capa sesioacuten la PDU de la capa de transporte exige el

agregado del encabezado de protocolo TCP La capa siguiente agrega el encabezado IP Al

bajar a la capa de Enlace el encabezado que se agrega depende de la implementacioacuten de

Ethernet que se esteacute utilizando Si la implementacioacuten es ETHERNET II se agrega solamente

un encabezado MAC si la implementacioacuten es IEEE 8023 8022 se agregan 2

encabezados LLC de la subcapa superior (Logical Link Control) y MAC (Media Access

Control) de la subcapa inferior para luego pasar a la capa Fiacutesica convertido en sentildeales

eleacutectricas

DESENCAPSULADO

El desencapsulado es realizado por la estacioacuten receptora Cuando es recibida una trama la

estacioacuten receptora es responsable de realizar las siguientes tareas

Reconocer la direccioacuten de destino y determinar si coincide con su propia direccioacuten

Realizar la verificacioacuten de errores

Remover la informacioacuten de control que fue antildeadida por la funcioacuten de encapsulado

de datos en la estacioacuten emisora

ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO

La funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es realizada por la subcapa MAC

En la estacioacuten emisora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable de

determinar si el canal de comunicacioacuten se encuentra disponible Si el canal se encuentra

disponible puede iniciarse la transmisioacuten de datos

Adicionalote la funcioacuten de administracioacuten es responsable de determinar que accioacuten

deberaacute tomarse en caso de detectarse una colisioacuten y cuando intentaraacute retransmitir

En la estacioacuten receptora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable

de realizar las comprobaciones de validacioacuten en la trama antes de pasarla a la funcioacuten de

desencapsulado

CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS

La funcioacuten de codificacioacutendecodificacioacuten es realizada en la capa fiacutesica Esta funcioacuten es

responsable de obtener la forma eleacutectrica u oacuteptica de los datos que se van a transmitir en

el medio

La codificacioacuten de datos es realizada por la estacioacuten emisora Esta es responsable de

traducir los bits a sus correspondientes sentildeales eleacutectricas u oacutepticas para ser trasladadas a

traveacutes del medio Adicionalmente esta funcioacuten es responsable de escuchar el medio y

notificar al la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio si el medio se encuentra libre

ocupado o se ha detectado una colisioacuten

veremos algunas teacutecnicas para codificar datos en sentildeales digitales Recordemos que una

sentildeal digital es una secuencia de niveles de tensioacuten discretos cada uno de ellos es un

elemento de la sentildeal Las teacutecnicas de codificacioacuten convierten cada bit de datos 0 o 1 en

elementos de sentildeal buscando ciertas ventajas o caracteriacutestica de la misma

iquestQueacute es lo que buscamos cuando queremos transmitir Pues de normal que la velocidad

de transmisioacuten sea elevada y que el nuacutemero de errores pequentildeo Pero tambieacuten que el

medio que utilicemos sea barato Por desgracia todo a la vez es imposible canales con

mayor ancho de banda aumentaraacuten la velocidad de transmisioacuten y si estaacuten bien

apantallados podraacuten transmitir a grandes distancias sin apenas ruido iexclpero eso es muy

caro iquestDe queacute manera puede ayudar la forma de la sentildeal

(Un poco maacutes de

vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten

soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos

lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas

Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama

transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos

La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la

traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits

TRAMA DE TRANSMICION CSMACD

Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con

un indicador de sentildeal de comienzo de la trama

El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito

de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de

transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el

direccionamiento

El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten

Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas

El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos

emisor y receptor

El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos

El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits

10101011

Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener

una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y

destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada

El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten

dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es

conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de

multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es

conocida como direccioacuten de difusioacuten

La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten

El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a

continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los

casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)

El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud

variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes

4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)

Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red

Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits

transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un

nuacutemero negativo y una potencia de 10

Se calcula con la siguiente formula

BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS

Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por

ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3

actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER

se consigue tiacutepicamente en 10^ -12

VALORES DE BER TIPICOS

Ethernet 10BASE-5 lt10^-8

Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10

Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11

Fiber Channel SONETSDHlt10^-12

GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8

CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7

5 TOPOLOGIAS

Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los

diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos

especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden

interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental

que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los

diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La

topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el

nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc

Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea

1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y

cableado (los medios) en la red

2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del

medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y

transmisioacuten de tokens (Token Ring)

3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones

La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia

todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para

utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento

en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten

de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a

cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la

red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host

y el proceso se vuelve a repetir

Topologiacutea de la Red Ethernet

La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo

de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se

conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos

forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal

La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el

cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de

cableado

TOPOLOGIA EN BUS

La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo

segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la

combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta

estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y

no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo

de estaciones de la red se fija en 1024

Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media

pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es

completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la

red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet

pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que

transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros

10-BASE-5

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto

Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados

transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo

agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del

cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la

estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la

interfaz se comunica con la computadora

Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que

acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una

tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el

transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso

llevar un microprocesador para controlar las transferencias

Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores

BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC

conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces

utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es

maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es

de 185 metros

10-BASE-2

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador

Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca

un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el

conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los

extremos si este se conecta directamente a un repetidor

TOPOLOGIA EN ESTRELLA

El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que

cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese

segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en

estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a

un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una

para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El

cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado

El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la

expansioacuten de la red

CONECTOR RJ-45

Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de

ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los

pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En

algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo

se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador

sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs

utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red

10-BASE-T

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico

Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas

10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios

Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia

entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-

BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con

un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red

Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se

puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la

conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos

casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores

5 Trama de red

En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de

datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos

especialmente en el Nivel de enlace de datos

Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten

chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de

datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel

de red

Formato de la trama de Ethernet

Trama DIX

Ethernet

Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS

8 bytes 6 bytes6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes

2 oacute 4

bytes

Trama IEEE

8023

Preaacutembul

oSOF Destino Origen

Longitu

dDatos Relleno FCS

7 bytes1

byte6 bytes

6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes4 bytes

Preaacutembulo

Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y

estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo

es

10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010

Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester

representan una forma de onda perioacutedica

SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama

Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s

consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes

significativo del campo de direccioacuten MAC de destino

Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor

debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF

Direccioacuten de destino

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se

enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast

o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar

si debe aceptar el paquete

Direccioacuten de origen

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se

enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la

direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos

Tipo

Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el

paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos

interpreta este campo

Datos

Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de

valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este

campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de

niveles superiores

FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)

Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de

Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el

receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la

trama

Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama

- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica

- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y

realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un

byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios

- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de

datos para obtener una suma

7 componentes de Ethernet

Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio

Ethernet a mano maacutes apropiado

Hay cuatro tipos principales de medios en uso

Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5

Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en

determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)

Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04

pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)

relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta

su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o

grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero

permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias

Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2

Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar

Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas

(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en

empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a

interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso

Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)

sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero

requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino

tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se

utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos

Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T

Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla

adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes

frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco

mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo

del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su

costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con

plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin

embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias

electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado

con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps

Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-

repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las

aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o

10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las

situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una

preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes

cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica

La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de

longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que

de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre

Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que

seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se

puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten

Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la

flexibilidad de la tecnologiacutea

Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet

Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de

paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation

Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE

liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha

vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan

Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el

disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene

aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una

resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir

la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas

Figura 1

El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura

1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes

electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras

que se comunican en la red

La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un

dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un

transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del

cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre

un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada

en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro

del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se

corte y se inserte una lsquoTrsquo

Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un

transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio

del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador

anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta

madre) y se conecta con el transceptor

Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra

fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las

sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite

la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute

en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato

digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el

transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente

llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la

potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la

operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o

recibiendo

Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las

intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema

operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta

instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la

transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido

finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple

dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede

contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria

de la computadora y el cable ether)

En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de

una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e

instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura

2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante

Figura 2

Capacidad de las redes Ethernet

El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden

transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una

computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red

no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar

datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico

total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y

pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace

posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa

que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por

ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o

muchas computadoras que generan cargas ligeras

La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE

8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo

suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles

Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El

propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red

sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una

longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo

el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama

La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se

encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que

es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser

transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por

un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se

encuentran en el campo da datos

La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de

direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023

permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite

solo direcciones de 6 Bytes

El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE

8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet

Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de

los cables utilizados

10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet

10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet

10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una

velocidad de 10 Mbps

100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica

multimodo (la F es por Fiber)

100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)

1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad

de 1 gigabite por segundo

1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S

es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)

1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L

es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)

Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado

Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del

nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran

aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de

legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces

de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor

adaptacioacuten y transicioacuten

Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos

Velocidad de transmisioacuten

- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea

Tipo de cable

- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea

Longitud maacutexima

- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones

repetidoras)

Topologiacutea

- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados

con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o

switches (estrella conmutada)

A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes

importantes

Tecnologiacuteas Ethernet

Tecnologiacutea

Velocidad de

transmisioacuten Tipo de cable

Distancia

maacutexima Topologiacutea

10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)

10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m

Estrella (Hub o

Switch)

10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o

Switch)

100BaseT4 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 3UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseTX 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 5UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m

No permite el uso de

hubs

1000BaseT 1000Mbps

4 pares trenzado

(categoriacutea 5e oacute

6UTP ) 100 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseSX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(multimodo) 550 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseLX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(monomodo) 5000 m

Estrella Full Duplex

(switch)

10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los

estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad

nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet

El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y

WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en

una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023

Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten

8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN

PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se

puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103

Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas

Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c

10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre

cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo

del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica

multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)

10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand

4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un

router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance

10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre

240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra

mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm

10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra

mono-modo (usando 1310nm)

10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre

fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido

interfaces enchufables de hasta 80-km

10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625

microm

10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado

para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera

SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-

ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas

distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)

Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado

principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin

embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par

trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada

para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-

duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex

Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes

Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802

10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten

comercial

La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las

especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para

Ethernet de 100 Mbps

Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes

apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios

productos en el mercado

Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones

1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de

sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la

transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado

100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como

veremos a continuacioacuten)

Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue

utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que

puede seguir usando los mismos cables de par trenzado

2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por

otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)

y que se denominoacute 100BaseVG

Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea

3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable

consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda

3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten

denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito

4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente

sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet

utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es

lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)

VELOCIDAD

En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea

circulan a la velocidad de 10 Mbps

Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades

superiores tanto de 20 como de 100 Mbps

Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes

de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios

usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-

Windows

De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que

actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 11: Trabajo Ethernet

El preaacutembulo Inicia o encabeza la trama con ocho octetos formando un patroacuten de 1010

que termina en 10101011 Este campo provee sincronizacioacuten y marca el limite de trama

Direccioacuten destino Sigue al preaacutembulo o identifica la estacioacuten destino que debe recibir la

trama mediante seis octetos que pueden definir una direccioacuten de nivel fiacutesico o muacuteltiples

direcciones lo cual es determinado mediante el bit de menos significacioacuten del primer byte

de este campo Para una direccioacuten de nivel fiacutesico este es puesto en 0 loacutegico y la misma es

uacutenica a traveacutes de toda la red ethernet Una direccioacuten muacuteltiple puede ser dirigida a un

grupo de estaciones o a todas las estaciones y tiene el bit de menos significacioacuten en 1

loacutegico Para direccionar todas las estaciones de la red todos los bits del campo de

direccioacuten destino se ponen en 1 lo cual ofrece la combinacioacuten FFFFFFFFFFFFH

Direccioacuten fuente Este campo sigue al anterior Compuesto tambieacuten por seis octetos que

identifican la estacioacuten que origina la trama

Los campos de direccioacuten son ademaacutes subdivididos Los primeros tres octetos son

asignados a un fabricante y los tres octetos siguientes son asignados por el fabricante La

tarjeta de red podriacutea venir defectuosa pero la direccioacuten del nodo debe permanecer

consistente El chip de memoria ROM que contiene la direccioacuten original puede ser

removido de una tarjeta vieja para ser insertado en una nueva tarjeta o la direccioacuten

puede ser puesta en un registro mediante el disco de diagnostico de la tarjeta de

interfaces de red (NIC) Cualquiera que sea el meacutetodo utilizado se deber ser cuidadoso

para evitar alteracioacuten alguna en la administracioacuten de la red

Tipo Este es un campo de dos octetos que siguen al campo de direccioacuten fuente y

especifican el protocolo de alto nivel utilizado en el campo de datos Algunos tipos serian

0800H para TCPIP y 0600H para XNS

Campo de dato Contiene los datos de informacioacuten y es el uacutenico que tiene una longitud de

bytes variable que puede oscilar de un miacutenimo de 46 bytes a un maacuteximo de 1500 El

contenido de ese campo es completamente arbitrario y es determinado por el protocolo

de alto nivel usado

Frame Check Secuence Este viene a ser el ultimo campo de la trama compuesto por 32

bits que son usados por la verificacioacuten de errores en la transmisioacuten mediante el meacutetodo

CRC considerando los campo de direccioacuten tipo y de dato

Caracteriacutesticas

La codificacioacuten Manchester provee una forma simple de codificar secuencias de

bits incluso cuando hay largas secuencias de periodos sin transiciones de nivel que

puedan significar la peacuterdida de sincronizacioacuten o incluso errores en las secuencias

de bits

Este tipo de codificacioacuten nos asegura que la componente continua de las sentildeales es

cero si se emplean valores positivos y negativos

La codificacioacuten Manchester es una forma de codificacioacuten altamente fiable

El requerimiento del ancho de banda para la codificacioacuten Manchester es el doble

comparado en las comunicaciones asiacutencronas y el espectro de la sentildeal es

considerablemente mas ancho

Definicioacuten

El estaacutendar IEEE 8023 especifica el meacutetodo de control del medio (MAC) denominado The

physical layer and the Data Link layer standardized by IEEE 8023 are intended to

correspond closely to the lowest layers of the ISO Model for Open Systems

Interconnection (see ) [3]CSMACD siglas que corresponden a Carrier Sense Multiple

Access with Collision Deteccioacuten (en espantildeol Meacutetodo de acceso Muacuteltiple por Deteccioacuten de

Portadora con Deteccioacuten de Colisiones) es una teacutecnica usada en redes Ethernet para

mejorar sus prestaciones Anteriormente a esta teacutecnica se usaron las de Aloha puro (El

protocolo ALOHA es un protocolo del nivel de enlace de datos para redes de aacuterea local con

topologiacutea de difusioacutenLa primera versioacuten del protocolo era baacutesica

Si tienes datos que enviar enviacutealos

Si el mensaje colisiona con otra transmisioacuten intenta reenviarlos maacutes tarde)

Tambien usaron el Aloha ranurado (con la uacutenica diferencia de que las estaciones soacutelo

pueden transmitir en unos determinados instantes de tiempo o slotspero ambas

presentaban muy bajas prestaciones Por eso aparecioacute en primer lugar la teacutecnica

CSMA (el escuchar el medio para saber si existe presencia de portadora en los

momentos en los que se ocupa el canal

El fin es evitar colisiones es decir que dos host hablen al mismo tiempo Por otro lado

define el procedimento que estos dos host deben seguir si llegasen a usar el mismo

medio de forma simultaacutenea)

CSMACD sucede cuando se utiliza un medio de acceso muacuteltiple y que la estacioacuten que

desea emitir previamente escucha el canal antes de emitir Lo cual es el protocolo de

sentildeal eleacutectrica

TIPOS DE PROTOCOLOS CON DETECCIOacuteN DE PORTADORA

En los mecanismos de acceso al medio con deteccioacuten de portadora como los CSMA

(Carrier Sense Multiple Access) el control de acceso al medio de transmisioacuten se distribuye

completamente entre todas las estaciones Una estacioacuten que quiere transmitir escucha la

liacutenea para detectar si otra estaacute transmitiendo Si el canal estaacute vaciacuteo la estacioacuten transmite

pero si estaacute ocupado debe esperar un cierto tiempo antes de intentarlo de nuevo Hay tres

algoritmos para determinar cuando se vuelve a intentar la transmisioacuten tras encontrar

ocupado el canal

CSMA 1-PERSISTENTE

CSMA NO PERSISTENTE

CSMA P-PERSISTENTE

CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN

CSMA 1-PERSISTENTE

El protocolo CSMA 1-persistente funciona de la siguiente forma cuando tiene que

transmitir un frame primero escucha el canal y si estaacute libre enviacutea el frame caso contrario

espera a que se libere y en ese momento lo enviacutea Se denomina CSMA 1-persistente

porque existe la probabilidad 1 es decir certeza de que el frame se transmitiraacute cuando el

canal esteacute libre En una situacioacuten real con alto traacutefico es muy posible que cuando un nodo

termine de transmitir existan varios esperando enviar sus datos y con CSMA 1-persistente

todos los frames seraacuten emitidos a la vez y colisionaraacuten pudieacutendose repetir el proceso

varias veces con la consiguiente degradacioacuten del rendimiento Una colisioacuten ocurriraacute

aunque no empiecen a transmitir exactamente a la vez basta simplemente con que dos

nodos empiecen a transmitir con una diferencia de tiempos menor que la distancia que los

separa ya que en tal caso ambos detectaraacuten el canal libre en el momento de iniciar la

transmisioacuten Se deduce entonces que en este tipo de redes el retardo de propagacioacuten de

la sentildeal puede tener un efecto importante en el rendimiento El rendimiento obtenido con

este protocolo puede llegar al 55 con un grado de ocupacioacuten del 100

CSMA NO PERSISTENTE

Antes de enviar se escucha el canal si el canal estaacute libre se transmite el frame Si estaacute

ocupado en vez de quedarse escuchando se espera un tiempo aleatorio que viene dado

por un algoritmo llamado de backoff despueacutes del cual se repite el proceso El protocolo

tiene una menor eficiencia que CSMA 1-persistente para traacuteficos moderados pues

introduce una mayor latencia sin embargo se comporta mejor en situaciones de traacutefico

intenso ya que evita las colisiones producidas por las estaciones que se encuentran a la

espera de que termine la transmisioacuten de un frame en un momento dado

CSMA P-PERSISTENTE

Utiliza intervalos de tiempo y funciona de la siguiente manera cuando el nodo tiene

algo que enviar primero escucha el canal si estaacute ocupado espera un tiempo aleatorio

Cuando el canal estaacute libre se selecciona un nuacutemero aleatorio con distribucioacuten uniforme

entre 0 y 1 si el nuacutemero es menor que p el frame es transmitido En caso contrario se

espera el siguiente slot de tiempo para transmitir y repite el algoritmo hasta que el frame

es transmitido o bien otro nodo utiliza en canal en cuyo caso se espera un tiempo

aleatorio y empieza de nuevo el proceso desde el principio La eficiencia del protocolo es

en general superior a la de CSMA 1-persistente y CSMA no persistente

CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN

Un problema con los protocolos anteriores es que una vez se ha empezado a transmitir

un frame se sigue transmitiendo auacuten cuando se detecte una colisioacuten Como es maacutes

eficiente dejar de transmitir y esperar un tiempo aleatorio para volver a hacerlo los

protocolos de acceso muacuteltiple por deteccioacuten de portadora con deteccioacuten de colisiones o

CSMACD implementan esta mejora

Estados de

una red CSMACD

En una red CSMACD la uacutenica circunstancia en la que puede producirse una colisioacuten es

cuando dos hosts empiezan a transmitir a la vez o con una diferencia de tiempo lo

bastante pequentildea como para que la sentildeal de uno no haya podido llegar al otro antes de

que eacuteste empiece a transmitir En palabras simples el nodo no alcanzoacute a escuchar que

otro nodo ya comenzoacute la transmisioacuten producto del retardo de propagacioacuten de la sentildeal

A este periodo de tiempo se le llama PERIODO DE CONTIENDA y corresponde a uno de

los tres posibles estados que tiene una red CSMACD los otros dos estados son los de

transmisioacuten y estado libre

Deteccioacuten de portadora

La deteccioacuten de portadora es utilizada para escuchar al medio (la portadora) para ver si se

encuentra libre Si la portadora se encuentra libre los datos son pasados a la capa fiacutesica

para su transmisioacuten Si la portadora estaacute ocupada se monitorea hasta que se libere

Deteccioacuten de colisiones

Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten

Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto

ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten

La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se

enteren de que ha ocurrido una colisioacuten

Caracteriacutesticas de CSMACD

1 El primer paso a la hora de transmitir seraacute saber si el medio estaacute libre Para eso

escuchamos lo que dicen los demaacutes Si el medio esta tranquilo (ninguna otra estacioacuten esta

transmitiendo) se enviacutea la transmisioacuten

2 Cuando dos o maacutes estaciones tienen mensajes para enviar es posible que transmitan casi

en el mismo instante resultando en una colisioacuten en la red

3 Cuando se produce una colisioacuten todas las estaciones receptoras ignoran la transmisioacuten

confusa

4 Si un dispositivo de transmisioacuten detecta una colisioacuten enviacutea una sentildeal de expansioacuten para

notificar a todos los dispositivos conectados que ha ocurrido una colisioacutendenominada

jamming

5 Las estaciones transmisoras detienen sus transmisiones tan pronto como detectan la

colisioacuten

6 Despueacutes de una colisioacuten (Los host que intervienen en la colisioacuten invocan un algoritmo de

postergacioacuten que genera un tiempo aleatorio) las estaciones esperan un tiempo aleatorio

(tiempo de backoff) para volver a transmitir una trama

En el meacutetodo de acceso CSMACD los dispositivos de red que tienen datos para transmitir

funcionan en el modo escuchar antes de transmitir Esto significa que cuando un nodo

desea enviar datos primero debe determinar si los medios de red estaacuten ocupados o no

En redes inalaacutembricas resulta a veces complicado llevar a cabo el primer paso (escuchar al

medio para determinar si estaacute libre o no) Por este motivo surgen dos problemas que

pueden ser detectados

1 Problema del nodo oculto la estacioacuten cree que el medio estaacute libre cuando en

realidad no lo estaacute pues estaacute siendo utilizado por otro nodo al que la estacioacuten no

oye

2 Problema del nodo expuesto la estacioacuten cree que el medio estaacute ocupado

cuando en realidad lo estaacute ocupando otro nodo que no interfeririacutea en su

transmisioacuten a otro destino

Para resolver estos problemas la IEEE 80211 propone MACA (MultiAccess Collision

Avoidance ndash Evitacioacuten de Colisioacuten por Acceso Muacuteltiple)

CSMA CD Meacutetodo de acceso capacidades funcionales

El siguiente resumen muestra una referencia raacutepida de las

capacidades funcionales de CSMA CD sublayer MAC

En el marco de la transmisioacuten

aceptar los datos de la LLC sublayer y construir un marco

Presentar una serie de bits de datos a la capa fiacutesica para la

transmisioacuten en el medio

En el marco de la recepcioacuten

recibir una serie de bits de datos a partir de la capa fiacutesica

presentar a la LLC (enlace logico de control)sublayer marcos

aplazar el enviacuteo de un flujo de bits de serie cada vez que el

soporte fiacutesico estaacute ocupado

FCS adecuado antildeadir valor a los marcos de salida y verificar la

alineacioacuten completa octeto frontera

controles de los marcos de errores de transmisioacuten por medio

de FCS y verifica la alineacioacuten octeto frontera

retrasar la transmisioacuten de bits de marco para el intervalo

entre periacuteodo especificado

detener la transmisioacuten cuando se detecte colisioacuten

se garantiza la propagacioacuten en toda la red mediante el enviacuteo

de mensaje de atasco

descartar la transmisioacuten que se recibieron menos de una

longitud miacutenima

TRAMA DE TRANSMICION CSMACD

Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con

un indicador de sentildeal de comienzo de la trama

El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito

de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de

transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el

direccionamiento

El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten

Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas

El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos

emisor y receptor

El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos

Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener

una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y

destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada

El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten

dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es

conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de

multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es

Conocida como direccioacuten de difusioacuten

La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten

El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a

continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los

casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)

El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud

variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes

Un campo pad o campo de relleno es usado para asegurar que la trama alcance la

longitud miacutenima requerida Una trama debe contener miacutenimo un nuacutemero de bytes

para que las estaciones puedan detectar las colisiones con precisioacuten

Una secuencia de chequeo de trama es utilizada como mecanismo de control de

errores

Cuando el dispositivo emisor ensambla la trama realiza un caacutelculo en los bits de la

trama El algoritmo usado para realizar este caacutelculo siempre genera como salida un

valor de 4 bytes El dispositivo emisor almacena este valor en el campo de chequeo

de secuencia de la trama

Cuando el receptor recibe la trama realiza el mismo caacutelculo y compara el resultado

con el del campo de chequeo de secuencia de la trama Si los dos valores

coinciden la transmisioacuten se asume como correcta Si los dos valores son

diferentes el dispositivo de destino solicita una retransmisioacuten de la trama

ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS

La funcioacuten de encapsulacioacuten y desencapsulacioacuten de datos es llevada a cabo por la subcapa

MAC Este proceso es responsable de las funciones de direccionamiento y del chequeo de

errores

ENCAPSULADO

El encapsulado es realizado por la estacioacuten emisora El encapsulado es el acto de agregar

informacioacuten direcciones y bytes para el control de errores al comienzo y al final de la

unidad de datos transmitidos Esto es realizado luego que los datos son recibidos por la

Subcapa de control de enlace loacutegico (LLC) La informacioacuten antildeadida es necesaria para

realizar las siguientes tareas

Sincronizar la estacioacuten receptora con la sentildeal

Indicar el comienzo y el fin de la trama

Identificar las direcciones tanto de la estacioacuten emisora como la receptora

Detectar errores en la transmisioacuten

Ejemplo ENCAPSULADO DE DATOS EN EL MODELO DE REFERENCIA OSI

Lo que sigue es una descripcioacuten del proceso de encapsulado de datos en una pila de

protocolo en nuestro caso TCPIP

Las capas del modelo osi se comunican entre siacute utilizando las PDU (protocol data unit) que

especifican que informacioacuten debe agregarse como encabezado o final de los datos que

ingresan a la capa Analizamos el paso de los datos por las 4 uacuteltimas capas del modelo

( transporte red enlace de datos fiacutesica)

Cuando los datos bajan de la capa sesioacuten la PDU de la capa de transporte exige el

agregado del encabezado de protocolo TCP La capa siguiente agrega el encabezado IP Al

bajar a la capa de Enlace el encabezado que se agrega depende de la implementacioacuten de

Ethernet que se esteacute utilizando Si la implementacioacuten es ETHERNET II se agrega solamente

un encabezado MAC si la implementacioacuten es IEEE 8023 8022 se agregan 2

encabezados LLC de la subcapa superior (Logical Link Control) y MAC (Media Access

Control) de la subcapa inferior para luego pasar a la capa Fiacutesica convertido en sentildeales

eleacutectricas

DESENCAPSULADO

El desencapsulado es realizado por la estacioacuten receptora Cuando es recibida una trama la

estacioacuten receptora es responsable de realizar las siguientes tareas

Reconocer la direccioacuten de destino y determinar si coincide con su propia direccioacuten

Realizar la verificacioacuten de errores

Remover la informacioacuten de control que fue antildeadida por la funcioacuten de encapsulado

de datos en la estacioacuten emisora

ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO

La funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es realizada por la subcapa MAC

En la estacioacuten emisora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable de

determinar si el canal de comunicacioacuten se encuentra disponible Si el canal se encuentra

disponible puede iniciarse la transmisioacuten de datos

Adicionalote la funcioacuten de administracioacuten es responsable de determinar que accioacuten

deberaacute tomarse en caso de detectarse una colisioacuten y cuando intentaraacute retransmitir

En la estacioacuten receptora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable

de realizar las comprobaciones de validacioacuten en la trama antes de pasarla a la funcioacuten de

desencapsulado

CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS

La funcioacuten de codificacioacutendecodificacioacuten es realizada en la capa fiacutesica Esta funcioacuten es

responsable de obtener la forma eleacutectrica u oacuteptica de los datos que se van a transmitir en

el medio

La codificacioacuten de datos es realizada por la estacioacuten emisora Esta es responsable de

traducir los bits a sus correspondientes sentildeales eleacutectricas u oacutepticas para ser trasladadas a

traveacutes del medio Adicionalmente esta funcioacuten es responsable de escuchar el medio y

notificar al la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio si el medio se encuentra libre

ocupado o se ha detectado una colisioacuten

veremos algunas teacutecnicas para codificar datos en sentildeales digitales Recordemos que una

sentildeal digital es una secuencia de niveles de tensioacuten discretos cada uno de ellos es un

elemento de la sentildeal Las teacutecnicas de codificacioacuten convierten cada bit de datos 0 o 1 en

elementos de sentildeal buscando ciertas ventajas o caracteriacutestica de la misma

iquestQueacute es lo que buscamos cuando queremos transmitir Pues de normal que la velocidad

de transmisioacuten sea elevada y que el nuacutemero de errores pequentildeo Pero tambieacuten que el

medio que utilicemos sea barato Por desgracia todo a la vez es imposible canales con

mayor ancho de banda aumentaraacuten la velocidad de transmisioacuten y si estaacuten bien

apantallados podraacuten transmitir a grandes distancias sin apenas ruido iexclpero eso es muy

caro iquestDe queacute manera puede ayudar la forma de la sentildeal

(Un poco maacutes de

vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten

soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos

lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas

Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama

transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos

La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la

traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits

TRAMA DE TRANSMICION CSMACD

Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con

un indicador de sentildeal de comienzo de la trama

El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito

de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de

transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el

direccionamiento

El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten

Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas

El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos

emisor y receptor

El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos

El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits

10101011

Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener

una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y

destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada

El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten

dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es

conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de

multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es

conocida como direccioacuten de difusioacuten

La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten

El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a

continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los

casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)

El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud

variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes

4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)

Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red

Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits

transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un

nuacutemero negativo y una potencia de 10

Se calcula con la siguiente formula

BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS

Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por

ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3

actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER

se consigue tiacutepicamente en 10^ -12

VALORES DE BER TIPICOS

Ethernet 10BASE-5 lt10^-8

Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10

Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11

Fiber Channel SONETSDHlt10^-12

GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8

CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7

5 TOPOLOGIAS

Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los

diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos

especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden

interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental

que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los

diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La

topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el

nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc

Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea

1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y

cableado (los medios) en la red

2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del

medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y

transmisioacuten de tokens (Token Ring)

3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones

La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia

todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para

utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento

en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten

de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a

cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la

red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host

y el proceso se vuelve a repetir

Topologiacutea de la Red Ethernet

La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo

de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se

conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos

forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal

La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el

cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de

cableado

TOPOLOGIA EN BUS

La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo

segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la

combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta

estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y

no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo

de estaciones de la red se fija en 1024

Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media

pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es

completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la

red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet

pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que

transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros

10-BASE-5

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto

Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados

transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo

agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del

cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la

estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la

interfaz se comunica con la computadora

Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que

acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una

tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el

transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso

llevar un microprocesador para controlar las transferencias

Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores

BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC

conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces

utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es

maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es

de 185 metros

10-BASE-2

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador

Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca

un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el

conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los

extremos si este se conecta directamente a un repetidor

TOPOLOGIA EN ESTRELLA

El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que

cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese

segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en

estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a

un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una

para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El

cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado

El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la

expansioacuten de la red

CONECTOR RJ-45

Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de

ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los

pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En

algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo

se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador

sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs

utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red

10-BASE-T

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico

Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas

10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios

Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia

entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-

BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con

un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red

Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se

puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la

conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos

casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores

5 Trama de red

En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de

datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos

especialmente en el Nivel de enlace de datos

Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten

chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de

datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel

de red

Formato de la trama de Ethernet

Trama DIX

Ethernet

Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS

8 bytes 6 bytes6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes

2 oacute 4

bytes

Trama IEEE

8023

Preaacutembul

oSOF Destino Origen

Longitu

dDatos Relleno FCS

7 bytes1

byte6 bytes

6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes4 bytes

Preaacutembulo

Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y

estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo

es

10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010

Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester

representan una forma de onda perioacutedica

SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama

Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s

consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes

significativo del campo de direccioacuten MAC de destino

Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor

debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF

Direccioacuten de destino

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se

enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast

o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar

si debe aceptar el paquete

Direccioacuten de origen

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se

enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la

direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos

Tipo

Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el

paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos

interpreta este campo

Datos

Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de

valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este

campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de

niveles superiores

FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)

Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de

Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el

receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la

trama

Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama

- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica

- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y

realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un

byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios

- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de

datos para obtener una suma

7 componentes de Ethernet

Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio

Ethernet a mano maacutes apropiado

Hay cuatro tipos principales de medios en uso

Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5

Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en

determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)

Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04

pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)

relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta

su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o

grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero

permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias

Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2

Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar

Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas

(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en

empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a

interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso

Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)

sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero

requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino

tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se

utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos

Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T

Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla

adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes

frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco

mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo

del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su

costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con

plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin

embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias

electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado

con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps

Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-

repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las

aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o

10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las

situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una

preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes

cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica

La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de

longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que

de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre

Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que

seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se

puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten

Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la

flexibilidad de la tecnologiacutea

Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet

Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de

paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation

Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE

liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha

vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan

Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el

disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene

aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una

resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir

la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas

Figura 1

El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura

1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes

electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras

que se comunican en la red

La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un

dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un

transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del

cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre

un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada

en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro

del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se

corte y se inserte una lsquoTrsquo

Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un

transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio

del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador

anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta

madre) y se conecta con el transceptor

Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra

fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las

sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite

la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute

en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato

digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el

transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente

llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la

potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la

operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o

recibiendo

Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las

intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema

operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta

instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la

transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido

finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple

dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede

contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria

de la computadora y el cable ether)

En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de

una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e

instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura

2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante

Figura 2

Capacidad de las redes Ethernet

El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden

transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una

computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red

no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar

datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico

total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y

pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace

posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa

que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por

ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o

muchas computadoras que generan cargas ligeras

La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE

8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo

suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles

Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El

propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red

sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una

longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo

el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama

La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se

encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que

es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser

transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por

un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se

encuentran en el campo da datos

La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de

direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023

permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite

solo direcciones de 6 Bytes

El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE

8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet

Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de

los cables utilizados

10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet

10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet

10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una

velocidad de 10 Mbps

100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica

multimodo (la F es por Fiber)

100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)

1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad

de 1 gigabite por segundo

1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S

es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)

1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L

es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)

Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado

Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del

nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran

aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de

legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces

de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor

adaptacioacuten y transicioacuten

Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos

Velocidad de transmisioacuten

- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea

Tipo de cable

- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea

Longitud maacutexima

- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones

repetidoras)

Topologiacutea

- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados

con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o

switches (estrella conmutada)

A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes

importantes

Tecnologiacuteas Ethernet

Tecnologiacutea

Velocidad de

transmisioacuten Tipo de cable

Distancia

maacutexima Topologiacutea

10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)

10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m

Estrella (Hub o

Switch)

10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o

Switch)

100BaseT4 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 3UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseTX 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 5UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m

No permite el uso de

hubs

1000BaseT 1000Mbps

4 pares trenzado

(categoriacutea 5e oacute

6UTP ) 100 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseSX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(multimodo) 550 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseLX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(monomodo) 5000 m

Estrella Full Duplex

(switch)

10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los

estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad

nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet

El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y

WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en

una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023

Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten

8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN

PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se

puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103

Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas

Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c

10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre

cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo

del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica

multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)

10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand

4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un

router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance

10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre

240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra

mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm

10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra

mono-modo (usando 1310nm)

10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre

fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido

interfaces enchufables de hasta 80-km

10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625

microm

10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado

para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera

SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-

ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas

distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)

Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado

principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin

embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par

trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada

para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-

duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex

Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes

Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802

10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten

comercial

La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las

especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para

Ethernet de 100 Mbps

Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes

apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios

productos en el mercado

Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones

1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de

sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la

transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado

100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como

veremos a continuacioacuten)

Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue

utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que

puede seguir usando los mismos cables de par trenzado

2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por

otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)

y que se denominoacute 100BaseVG

Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea

3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable

consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda

3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten

denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito

4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente

sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet

utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es

lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)

VELOCIDAD

En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea

circulan a la velocidad de 10 Mbps

Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades

superiores tanto de 20 como de 100 Mbps

Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes

de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios

usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-

Windows

De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que

actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 12: Trabajo Ethernet

contenido de ese campo es completamente arbitrario y es determinado por el protocolo

de alto nivel usado

Frame Check Secuence Este viene a ser el ultimo campo de la trama compuesto por 32

bits que son usados por la verificacioacuten de errores en la transmisioacuten mediante el meacutetodo

CRC considerando los campo de direccioacuten tipo y de dato

Caracteriacutesticas

La codificacioacuten Manchester provee una forma simple de codificar secuencias de

bits incluso cuando hay largas secuencias de periodos sin transiciones de nivel que

puedan significar la peacuterdida de sincronizacioacuten o incluso errores en las secuencias

de bits

Este tipo de codificacioacuten nos asegura que la componente continua de las sentildeales es

cero si se emplean valores positivos y negativos

La codificacioacuten Manchester es una forma de codificacioacuten altamente fiable

El requerimiento del ancho de banda para la codificacioacuten Manchester es el doble

comparado en las comunicaciones asiacutencronas y el espectro de la sentildeal es

considerablemente mas ancho

Definicioacuten

El estaacutendar IEEE 8023 especifica el meacutetodo de control del medio (MAC) denominado The

physical layer and the Data Link layer standardized by IEEE 8023 are intended to

correspond closely to the lowest layers of the ISO Model for Open Systems

Interconnection (see ) [3]CSMACD siglas que corresponden a Carrier Sense Multiple

Access with Collision Deteccioacuten (en espantildeol Meacutetodo de acceso Muacuteltiple por Deteccioacuten de

Portadora con Deteccioacuten de Colisiones) es una teacutecnica usada en redes Ethernet para

mejorar sus prestaciones Anteriormente a esta teacutecnica se usaron las de Aloha puro (El

protocolo ALOHA es un protocolo del nivel de enlace de datos para redes de aacuterea local con

topologiacutea de difusioacutenLa primera versioacuten del protocolo era baacutesica

Si tienes datos que enviar enviacutealos

Si el mensaje colisiona con otra transmisioacuten intenta reenviarlos maacutes tarde)

Tambien usaron el Aloha ranurado (con la uacutenica diferencia de que las estaciones soacutelo

pueden transmitir en unos determinados instantes de tiempo o slotspero ambas

presentaban muy bajas prestaciones Por eso aparecioacute en primer lugar la teacutecnica

CSMA (el escuchar el medio para saber si existe presencia de portadora en los

momentos en los que se ocupa el canal

El fin es evitar colisiones es decir que dos host hablen al mismo tiempo Por otro lado

define el procedimento que estos dos host deben seguir si llegasen a usar el mismo

medio de forma simultaacutenea)

CSMACD sucede cuando se utiliza un medio de acceso muacuteltiple y que la estacioacuten que

desea emitir previamente escucha el canal antes de emitir Lo cual es el protocolo de

sentildeal eleacutectrica

TIPOS DE PROTOCOLOS CON DETECCIOacuteN DE PORTADORA

En los mecanismos de acceso al medio con deteccioacuten de portadora como los CSMA

(Carrier Sense Multiple Access) el control de acceso al medio de transmisioacuten se distribuye

completamente entre todas las estaciones Una estacioacuten que quiere transmitir escucha la

liacutenea para detectar si otra estaacute transmitiendo Si el canal estaacute vaciacuteo la estacioacuten transmite

pero si estaacute ocupado debe esperar un cierto tiempo antes de intentarlo de nuevo Hay tres

algoritmos para determinar cuando se vuelve a intentar la transmisioacuten tras encontrar

ocupado el canal

CSMA 1-PERSISTENTE

CSMA NO PERSISTENTE

CSMA P-PERSISTENTE

CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN

CSMA 1-PERSISTENTE

El protocolo CSMA 1-persistente funciona de la siguiente forma cuando tiene que

transmitir un frame primero escucha el canal y si estaacute libre enviacutea el frame caso contrario

espera a que se libere y en ese momento lo enviacutea Se denomina CSMA 1-persistente

porque existe la probabilidad 1 es decir certeza de que el frame se transmitiraacute cuando el

canal esteacute libre En una situacioacuten real con alto traacutefico es muy posible que cuando un nodo

termine de transmitir existan varios esperando enviar sus datos y con CSMA 1-persistente

todos los frames seraacuten emitidos a la vez y colisionaraacuten pudieacutendose repetir el proceso

varias veces con la consiguiente degradacioacuten del rendimiento Una colisioacuten ocurriraacute

aunque no empiecen a transmitir exactamente a la vez basta simplemente con que dos

nodos empiecen a transmitir con una diferencia de tiempos menor que la distancia que los

separa ya que en tal caso ambos detectaraacuten el canal libre en el momento de iniciar la

transmisioacuten Se deduce entonces que en este tipo de redes el retardo de propagacioacuten de

la sentildeal puede tener un efecto importante en el rendimiento El rendimiento obtenido con

este protocolo puede llegar al 55 con un grado de ocupacioacuten del 100

CSMA NO PERSISTENTE

Antes de enviar se escucha el canal si el canal estaacute libre se transmite el frame Si estaacute

ocupado en vez de quedarse escuchando se espera un tiempo aleatorio que viene dado

por un algoritmo llamado de backoff despueacutes del cual se repite el proceso El protocolo

tiene una menor eficiencia que CSMA 1-persistente para traacuteficos moderados pues

introduce una mayor latencia sin embargo se comporta mejor en situaciones de traacutefico

intenso ya que evita las colisiones producidas por las estaciones que se encuentran a la

espera de que termine la transmisioacuten de un frame en un momento dado

CSMA P-PERSISTENTE

Utiliza intervalos de tiempo y funciona de la siguiente manera cuando el nodo tiene

algo que enviar primero escucha el canal si estaacute ocupado espera un tiempo aleatorio

Cuando el canal estaacute libre se selecciona un nuacutemero aleatorio con distribucioacuten uniforme

entre 0 y 1 si el nuacutemero es menor que p el frame es transmitido En caso contrario se

espera el siguiente slot de tiempo para transmitir y repite el algoritmo hasta que el frame

es transmitido o bien otro nodo utiliza en canal en cuyo caso se espera un tiempo

aleatorio y empieza de nuevo el proceso desde el principio La eficiencia del protocolo es

en general superior a la de CSMA 1-persistente y CSMA no persistente

CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN

Un problema con los protocolos anteriores es que una vez se ha empezado a transmitir

un frame se sigue transmitiendo auacuten cuando se detecte una colisioacuten Como es maacutes

eficiente dejar de transmitir y esperar un tiempo aleatorio para volver a hacerlo los

protocolos de acceso muacuteltiple por deteccioacuten de portadora con deteccioacuten de colisiones o

CSMACD implementan esta mejora

Estados de

una red CSMACD

En una red CSMACD la uacutenica circunstancia en la que puede producirse una colisioacuten es

cuando dos hosts empiezan a transmitir a la vez o con una diferencia de tiempo lo

bastante pequentildea como para que la sentildeal de uno no haya podido llegar al otro antes de

que eacuteste empiece a transmitir En palabras simples el nodo no alcanzoacute a escuchar que

otro nodo ya comenzoacute la transmisioacuten producto del retardo de propagacioacuten de la sentildeal

A este periodo de tiempo se le llama PERIODO DE CONTIENDA y corresponde a uno de

los tres posibles estados que tiene una red CSMACD los otros dos estados son los de

transmisioacuten y estado libre

Deteccioacuten de portadora

La deteccioacuten de portadora es utilizada para escuchar al medio (la portadora) para ver si se

encuentra libre Si la portadora se encuentra libre los datos son pasados a la capa fiacutesica

para su transmisioacuten Si la portadora estaacute ocupada se monitorea hasta que se libere

Deteccioacuten de colisiones

Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten

Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto

ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten

La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se

enteren de que ha ocurrido una colisioacuten

Caracteriacutesticas de CSMACD

1 El primer paso a la hora de transmitir seraacute saber si el medio estaacute libre Para eso

escuchamos lo que dicen los demaacutes Si el medio esta tranquilo (ninguna otra estacioacuten esta

transmitiendo) se enviacutea la transmisioacuten

2 Cuando dos o maacutes estaciones tienen mensajes para enviar es posible que transmitan casi

en el mismo instante resultando en una colisioacuten en la red

3 Cuando se produce una colisioacuten todas las estaciones receptoras ignoran la transmisioacuten

confusa

4 Si un dispositivo de transmisioacuten detecta una colisioacuten enviacutea una sentildeal de expansioacuten para

notificar a todos los dispositivos conectados que ha ocurrido una colisioacutendenominada

jamming

5 Las estaciones transmisoras detienen sus transmisiones tan pronto como detectan la

colisioacuten

6 Despueacutes de una colisioacuten (Los host que intervienen en la colisioacuten invocan un algoritmo de

postergacioacuten que genera un tiempo aleatorio) las estaciones esperan un tiempo aleatorio

(tiempo de backoff) para volver a transmitir una trama

En el meacutetodo de acceso CSMACD los dispositivos de red que tienen datos para transmitir

funcionan en el modo escuchar antes de transmitir Esto significa que cuando un nodo

desea enviar datos primero debe determinar si los medios de red estaacuten ocupados o no

En redes inalaacutembricas resulta a veces complicado llevar a cabo el primer paso (escuchar al

medio para determinar si estaacute libre o no) Por este motivo surgen dos problemas que

pueden ser detectados

1 Problema del nodo oculto la estacioacuten cree que el medio estaacute libre cuando en

realidad no lo estaacute pues estaacute siendo utilizado por otro nodo al que la estacioacuten no

oye

2 Problema del nodo expuesto la estacioacuten cree que el medio estaacute ocupado

cuando en realidad lo estaacute ocupando otro nodo que no interfeririacutea en su

transmisioacuten a otro destino

Para resolver estos problemas la IEEE 80211 propone MACA (MultiAccess Collision

Avoidance ndash Evitacioacuten de Colisioacuten por Acceso Muacuteltiple)

CSMA CD Meacutetodo de acceso capacidades funcionales

El siguiente resumen muestra una referencia raacutepida de las

capacidades funcionales de CSMA CD sublayer MAC

En el marco de la transmisioacuten

aceptar los datos de la LLC sublayer y construir un marco

Presentar una serie de bits de datos a la capa fiacutesica para la

transmisioacuten en el medio

En el marco de la recepcioacuten

recibir una serie de bits de datos a partir de la capa fiacutesica

presentar a la LLC (enlace logico de control)sublayer marcos

aplazar el enviacuteo de un flujo de bits de serie cada vez que el

soporte fiacutesico estaacute ocupado

FCS adecuado antildeadir valor a los marcos de salida y verificar la

alineacioacuten completa octeto frontera

controles de los marcos de errores de transmisioacuten por medio

de FCS y verifica la alineacioacuten octeto frontera

retrasar la transmisioacuten de bits de marco para el intervalo

entre periacuteodo especificado

detener la transmisioacuten cuando se detecte colisioacuten

se garantiza la propagacioacuten en toda la red mediante el enviacuteo

de mensaje de atasco

descartar la transmisioacuten que se recibieron menos de una

longitud miacutenima

TRAMA DE TRANSMICION CSMACD

Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con

un indicador de sentildeal de comienzo de la trama

El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito

de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de

transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el

direccionamiento

El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten

Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas

El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos

emisor y receptor

El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos

Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener

una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y

destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada

El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten

dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es

conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de

multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es

Conocida como direccioacuten de difusioacuten

La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten

El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a

continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los

casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)

El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud

variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes

Un campo pad o campo de relleno es usado para asegurar que la trama alcance la

longitud miacutenima requerida Una trama debe contener miacutenimo un nuacutemero de bytes

para que las estaciones puedan detectar las colisiones con precisioacuten

Una secuencia de chequeo de trama es utilizada como mecanismo de control de

errores

Cuando el dispositivo emisor ensambla la trama realiza un caacutelculo en los bits de la

trama El algoritmo usado para realizar este caacutelculo siempre genera como salida un

valor de 4 bytes El dispositivo emisor almacena este valor en el campo de chequeo

de secuencia de la trama

Cuando el receptor recibe la trama realiza el mismo caacutelculo y compara el resultado

con el del campo de chequeo de secuencia de la trama Si los dos valores

coinciden la transmisioacuten se asume como correcta Si los dos valores son

diferentes el dispositivo de destino solicita una retransmisioacuten de la trama

ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS

La funcioacuten de encapsulacioacuten y desencapsulacioacuten de datos es llevada a cabo por la subcapa

MAC Este proceso es responsable de las funciones de direccionamiento y del chequeo de

errores

ENCAPSULADO

El encapsulado es realizado por la estacioacuten emisora El encapsulado es el acto de agregar

informacioacuten direcciones y bytes para el control de errores al comienzo y al final de la

unidad de datos transmitidos Esto es realizado luego que los datos son recibidos por la

Subcapa de control de enlace loacutegico (LLC) La informacioacuten antildeadida es necesaria para

realizar las siguientes tareas

Sincronizar la estacioacuten receptora con la sentildeal

Indicar el comienzo y el fin de la trama

Identificar las direcciones tanto de la estacioacuten emisora como la receptora

Detectar errores en la transmisioacuten

Ejemplo ENCAPSULADO DE DATOS EN EL MODELO DE REFERENCIA OSI

Lo que sigue es una descripcioacuten del proceso de encapsulado de datos en una pila de

protocolo en nuestro caso TCPIP

Las capas del modelo osi se comunican entre siacute utilizando las PDU (protocol data unit) que

especifican que informacioacuten debe agregarse como encabezado o final de los datos que

ingresan a la capa Analizamos el paso de los datos por las 4 uacuteltimas capas del modelo

( transporte red enlace de datos fiacutesica)

Cuando los datos bajan de la capa sesioacuten la PDU de la capa de transporte exige el

agregado del encabezado de protocolo TCP La capa siguiente agrega el encabezado IP Al

bajar a la capa de Enlace el encabezado que se agrega depende de la implementacioacuten de

Ethernet que se esteacute utilizando Si la implementacioacuten es ETHERNET II se agrega solamente

un encabezado MAC si la implementacioacuten es IEEE 8023 8022 se agregan 2

encabezados LLC de la subcapa superior (Logical Link Control) y MAC (Media Access

Control) de la subcapa inferior para luego pasar a la capa Fiacutesica convertido en sentildeales

eleacutectricas

DESENCAPSULADO

El desencapsulado es realizado por la estacioacuten receptora Cuando es recibida una trama la

estacioacuten receptora es responsable de realizar las siguientes tareas

Reconocer la direccioacuten de destino y determinar si coincide con su propia direccioacuten

Realizar la verificacioacuten de errores

Remover la informacioacuten de control que fue antildeadida por la funcioacuten de encapsulado

de datos en la estacioacuten emisora

ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO

La funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es realizada por la subcapa MAC

En la estacioacuten emisora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable de

determinar si el canal de comunicacioacuten se encuentra disponible Si el canal se encuentra

disponible puede iniciarse la transmisioacuten de datos

Adicionalote la funcioacuten de administracioacuten es responsable de determinar que accioacuten

deberaacute tomarse en caso de detectarse una colisioacuten y cuando intentaraacute retransmitir

En la estacioacuten receptora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable

de realizar las comprobaciones de validacioacuten en la trama antes de pasarla a la funcioacuten de

desencapsulado

CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS

La funcioacuten de codificacioacutendecodificacioacuten es realizada en la capa fiacutesica Esta funcioacuten es

responsable de obtener la forma eleacutectrica u oacuteptica de los datos que se van a transmitir en

el medio

La codificacioacuten de datos es realizada por la estacioacuten emisora Esta es responsable de

traducir los bits a sus correspondientes sentildeales eleacutectricas u oacutepticas para ser trasladadas a

traveacutes del medio Adicionalmente esta funcioacuten es responsable de escuchar el medio y

notificar al la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio si el medio se encuentra libre

ocupado o se ha detectado una colisioacuten

veremos algunas teacutecnicas para codificar datos en sentildeales digitales Recordemos que una

sentildeal digital es una secuencia de niveles de tensioacuten discretos cada uno de ellos es un

elemento de la sentildeal Las teacutecnicas de codificacioacuten convierten cada bit de datos 0 o 1 en

elementos de sentildeal buscando ciertas ventajas o caracteriacutestica de la misma

iquestQueacute es lo que buscamos cuando queremos transmitir Pues de normal que la velocidad

de transmisioacuten sea elevada y que el nuacutemero de errores pequentildeo Pero tambieacuten que el

medio que utilicemos sea barato Por desgracia todo a la vez es imposible canales con

mayor ancho de banda aumentaraacuten la velocidad de transmisioacuten y si estaacuten bien

apantallados podraacuten transmitir a grandes distancias sin apenas ruido iexclpero eso es muy

caro iquestDe queacute manera puede ayudar la forma de la sentildeal

(Un poco maacutes de

vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten

soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos

lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas

Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama

transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos

La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la

traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits

TRAMA DE TRANSMICION CSMACD

Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con

un indicador de sentildeal de comienzo de la trama

El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito

de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de

transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el

direccionamiento

El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten

Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas

El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos

emisor y receptor

El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos

El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits

10101011

Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener

una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y

destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada

El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten

dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es

conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de

multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es

conocida como direccioacuten de difusioacuten

La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten

El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a

continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los

casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)

El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud

variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes

4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)

Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red

Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits

transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un

nuacutemero negativo y una potencia de 10

Se calcula con la siguiente formula

BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS

Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por

ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3

actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER

se consigue tiacutepicamente en 10^ -12

VALORES DE BER TIPICOS

Ethernet 10BASE-5 lt10^-8

Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10

Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11

Fiber Channel SONETSDHlt10^-12

GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8

CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7

5 TOPOLOGIAS

Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los

diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos

especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden

interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental

que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los

diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La

topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el

nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc

Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea

1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y

cableado (los medios) en la red

2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del

medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y

transmisioacuten de tokens (Token Ring)

3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones

La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia

todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para

utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento

en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten

de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a

cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la

red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host

y el proceso se vuelve a repetir

Topologiacutea de la Red Ethernet

La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo

de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se

conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos

forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal

La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el

cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de

cableado

TOPOLOGIA EN BUS

La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo

segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la

combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta

estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y

no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo

de estaciones de la red se fija en 1024

Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media

pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es

completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la

red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet

pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que

transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros

10-BASE-5

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto

Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados

transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo

agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del

cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la

estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la

interfaz se comunica con la computadora

Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que

acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una

tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el

transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso

llevar un microprocesador para controlar las transferencias

Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores

BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC

conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces

utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es

maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es

de 185 metros

10-BASE-2

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador

Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca

un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el

conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los

extremos si este se conecta directamente a un repetidor

TOPOLOGIA EN ESTRELLA

El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que

cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese

segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en

estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a

un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una

para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El

cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado

El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la

expansioacuten de la red

CONECTOR RJ-45

Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de

ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los

pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En

algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo

se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador

sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs

utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red

10-BASE-T

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico

Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas

10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios

Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia

entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-

BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con

un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red

Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se

puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la

conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos

casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores

5 Trama de red

En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de

datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos

especialmente en el Nivel de enlace de datos

Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten

chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de

datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel

de red

Formato de la trama de Ethernet

Trama DIX

Ethernet

Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS

8 bytes 6 bytes6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes

2 oacute 4

bytes

Trama IEEE

8023

Preaacutembul

oSOF Destino Origen

Longitu

dDatos Relleno FCS

7 bytes1

byte6 bytes

6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes4 bytes

Preaacutembulo

Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y

estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo

es

10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010

Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester

representan una forma de onda perioacutedica

SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama

Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s

consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes

significativo del campo de direccioacuten MAC de destino

Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor

debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF

Direccioacuten de destino

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se

enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast

o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar

si debe aceptar el paquete

Direccioacuten de origen

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se

enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la

direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos

Tipo

Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el

paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos

interpreta este campo

Datos

Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de

valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este

campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de

niveles superiores

FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)

Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de

Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el

receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la

trama

Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama

- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica

- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y

realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un

byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios

- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de

datos para obtener una suma

7 componentes de Ethernet

Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio

Ethernet a mano maacutes apropiado

Hay cuatro tipos principales de medios en uso

Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5

Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en

determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)

Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04

pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)

relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta

su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o

grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero

permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias

Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2

Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar

Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas

(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en

empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a

interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso

Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)

sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero

requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino

tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se

utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos

Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T

Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla

adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes

frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco

mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo

del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su

costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con

plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin

embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias

electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado

con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps

Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-

repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las

aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o

10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las

situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una

preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes

cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica

La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de

longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que

de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre

Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que

seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se

puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten

Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la

flexibilidad de la tecnologiacutea

Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet

Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de

paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation

Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE

liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha

vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan

Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el

disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene

aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una

resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir

la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas

Figura 1

El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura

1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes

electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras

que se comunican en la red

La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un

dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un

transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del

cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre

un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada

en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro

del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se

corte y se inserte una lsquoTrsquo

Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un

transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio

del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador

anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta

madre) y se conecta con el transceptor

Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra

fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las

sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite

la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute

en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato

digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el

transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente

llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la

potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la

operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o

recibiendo

Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las

intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema

operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta

instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la

transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido

finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple

dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede

contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria

de la computadora y el cable ether)

En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de

una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e

instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura

2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante

Figura 2

Capacidad de las redes Ethernet

El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden

transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una

computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red

no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar

datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico

total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y

pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace

posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa

que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por

ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o

muchas computadoras que generan cargas ligeras

La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE

8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo

suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles

Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El

propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red

sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una

longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo

el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama

La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se

encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que

es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser

transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por

un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se

encuentran en el campo da datos

La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de

direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023

permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite

solo direcciones de 6 Bytes

El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE

8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet

Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de

los cables utilizados

10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet

10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet

10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una

velocidad de 10 Mbps

100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica

multimodo (la F es por Fiber)

100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)

1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad

de 1 gigabite por segundo

1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S

es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)

1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L

es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)

Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado

Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del

nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran

aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de

legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces

de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor

adaptacioacuten y transicioacuten

Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos

Velocidad de transmisioacuten

- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea

Tipo de cable

- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea

Longitud maacutexima

- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones

repetidoras)

Topologiacutea

- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados

con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o

switches (estrella conmutada)

A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes

importantes

Tecnologiacuteas Ethernet

Tecnologiacutea

Velocidad de

transmisioacuten Tipo de cable

Distancia

maacutexima Topologiacutea

10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)

10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m

Estrella (Hub o

Switch)

10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o

Switch)

100BaseT4 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 3UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseTX 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 5UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m

No permite el uso de

hubs

1000BaseT 1000Mbps

4 pares trenzado

(categoriacutea 5e oacute

6UTP ) 100 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseSX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(multimodo) 550 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseLX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(monomodo) 5000 m

Estrella Full Duplex

(switch)

10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los

estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad

nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet

El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y

WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en

una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023

Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten

8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN

PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se

puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103

Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas

Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c

10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre

cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo

del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica

multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)

10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand

4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un

router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance

10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre

240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra

mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm

10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra

mono-modo (usando 1310nm)

10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre

fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido

interfaces enchufables de hasta 80-km

10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625

microm

10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado

para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera

SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-

ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas

distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)

Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado

principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin

embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par

trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada

para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-

duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex

Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes

Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802

10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten

comercial

La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las

especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para

Ethernet de 100 Mbps

Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes

apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios

productos en el mercado

Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones

1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de

sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la

transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado

100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como

veremos a continuacioacuten)

Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue

utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que

puede seguir usando los mismos cables de par trenzado

2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por

otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)

y que se denominoacute 100BaseVG

Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea

3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable

consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda

3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten

denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito

4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente

sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet

utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es

lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)

VELOCIDAD

En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea

circulan a la velocidad de 10 Mbps

Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades

superiores tanto de 20 como de 100 Mbps

Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes

de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios

usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-

Windows

De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que

actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 13: Trabajo Ethernet

Access with Collision Deteccioacuten (en espantildeol Meacutetodo de acceso Muacuteltiple por Deteccioacuten de

Portadora con Deteccioacuten de Colisiones) es una teacutecnica usada en redes Ethernet para

mejorar sus prestaciones Anteriormente a esta teacutecnica se usaron las de Aloha puro (El

protocolo ALOHA es un protocolo del nivel de enlace de datos para redes de aacuterea local con

topologiacutea de difusioacutenLa primera versioacuten del protocolo era baacutesica

Si tienes datos que enviar enviacutealos

Si el mensaje colisiona con otra transmisioacuten intenta reenviarlos maacutes tarde)

Tambien usaron el Aloha ranurado (con la uacutenica diferencia de que las estaciones soacutelo

pueden transmitir en unos determinados instantes de tiempo o slotspero ambas

presentaban muy bajas prestaciones Por eso aparecioacute en primer lugar la teacutecnica

CSMA (el escuchar el medio para saber si existe presencia de portadora en los

momentos en los que se ocupa el canal

El fin es evitar colisiones es decir que dos host hablen al mismo tiempo Por otro lado

define el procedimento que estos dos host deben seguir si llegasen a usar el mismo

medio de forma simultaacutenea)

CSMACD sucede cuando se utiliza un medio de acceso muacuteltiple y que la estacioacuten que

desea emitir previamente escucha el canal antes de emitir Lo cual es el protocolo de

sentildeal eleacutectrica

TIPOS DE PROTOCOLOS CON DETECCIOacuteN DE PORTADORA

En los mecanismos de acceso al medio con deteccioacuten de portadora como los CSMA

(Carrier Sense Multiple Access) el control de acceso al medio de transmisioacuten se distribuye

completamente entre todas las estaciones Una estacioacuten que quiere transmitir escucha la

liacutenea para detectar si otra estaacute transmitiendo Si el canal estaacute vaciacuteo la estacioacuten transmite

pero si estaacute ocupado debe esperar un cierto tiempo antes de intentarlo de nuevo Hay tres

algoritmos para determinar cuando se vuelve a intentar la transmisioacuten tras encontrar

ocupado el canal

CSMA 1-PERSISTENTE

CSMA NO PERSISTENTE

CSMA P-PERSISTENTE

CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN

CSMA 1-PERSISTENTE

El protocolo CSMA 1-persistente funciona de la siguiente forma cuando tiene que

transmitir un frame primero escucha el canal y si estaacute libre enviacutea el frame caso contrario

espera a que se libere y en ese momento lo enviacutea Se denomina CSMA 1-persistente

porque existe la probabilidad 1 es decir certeza de que el frame se transmitiraacute cuando el

canal esteacute libre En una situacioacuten real con alto traacutefico es muy posible que cuando un nodo

termine de transmitir existan varios esperando enviar sus datos y con CSMA 1-persistente

todos los frames seraacuten emitidos a la vez y colisionaraacuten pudieacutendose repetir el proceso

varias veces con la consiguiente degradacioacuten del rendimiento Una colisioacuten ocurriraacute

aunque no empiecen a transmitir exactamente a la vez basta simplemente con que dos

nodos empiecen a transmitir con una diferencia de tiempos menor que la distancia que los

separa ya que en tal caso ambos detectaraacuten el canal libre en el momento de iniciar la

transmisioacuten Se deduce entonces que en este tipo de redes el retardo de propagacioacuten de

la sentildeal puede tener un efecto importante en el rendimiento El rendimiento obtenido con

este protocolo puede llegar al 55 con un grado de ocupacioacuten del 100

CSMA NO PERSISTENTE

Antes de enviar se escucha el canal si el canal estaacute libre se transmite el frame Si estaacute

ocupado en vez de quedarse escuchando se espera un tiempo aleatorio que viene dado

por un algoritmo llamado de backoff despueacutes del cual se repite el proceso El protocolo

tiene una menor eficiencia que CSMA 1-persistente para traacuteficos moderados pues

introduce una mayor latencia sin embargo se comporta mejor en situaciones de traacutefico

intenso ya que evita las colisiones producidas por las estaciones que se encuentran a la

espera de que termine la transmisioacuten de un frame en un momento dado

CSMA P-PERSISTENTE

Utiliza intervalos de tiempo y funciona de la siguiente manera cuando el nodo tiene

algo que enviar primero escucha el canal si estaacute ocupado espera un tiempo aleatorio

Cuando el canal estaacute libre se selecciona un nuacutemero aleatorio con distribucioacuten uniforme

entre 0 y 1 si el nuacutemero es menor que p el frame es transmitido En caso contrario se

espera el siguiente slot de tiempo para transmitir y repite el algoritmo hasta que el frame

es transmitido o bien otro nodo utiliza en canal en cuyo caso se espera un tiempo

aleatorio y empieza de nuevo el proceso desde el principio La eficiencia del protocolo es

en general superior a la de CSMA 1-persistente y CSMA no persistente

CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN

Un problema con los protocolos anteriores es que una vez se ha empezado a transmitir

un frame se sigue transmitiendo auacuten cuando se detecte una colisioacuten Como es maacutes

eficiente dejar de transmitir y esperar un tiempo aleatorio para volver a hacerlo los

protocolos de acceso muacuteltiple por deteccioacuten de portadora con deteccioacuten de colisiones o

CSMACD implementan esta mejora

Estados de

una red CSMACD

En una red CSMACD la uacutenica circunstancia en la que puede producirse una colisioacuten es

cuando dos hosts empiezan a transmitir a la vez o con una diferencia de tiempo lo

bastante pequentildea como para que la sentildeal de uno no haya podido llegar al otro antes de

que eacuteste empiece a transmitir En palabras simples el nodo no alcanzoacute a escuchar que

otro nodo ya comenzoacute la transmisioacuten producto del retardo de propagacioacuten de la sentildeal

A este periodo de tiempo se le llama PERIODO DE CONTIENDA y corresponde a uno de

los tres posibles estados que tiene una red CSMACD los otros dos estados son los de

transmisioacuten y estado libre

Deteccioacuten de portadora

La deteccioacuten de portadora es utilizada para escuchar al medio (la portadora) para ver si se

encuentra libre Si la portadora se encuentra libre los datos son pasados a la capa fiacutesica

para su transmisioacuten Si la portadora estaacute ocupada se monitorea hasta que se libere

Deteccioacuten de colisiones

Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten

Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto

ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten

La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se

enteren de que ha ocurrido una colisioacuten

Caracteriacutesticas de CSMACD

1 El primer paso a la hora de transmitir seraacute saber si el medio estaacute libre Para eso

escuchamos lo que dicen los demaacutes Si el medio esta tranquilo (ninguna otra estacioacuten esta

transmitiendo) se enviacutea la transmisioacuten

2 Cuando dos o maacutes estaciones tienen mensajes para enviar es posible que transmitan casi

en el mismo instante resultando en una colisioacuten en la red

3 Cuando se produce una colisioacuten todas las estaciones receptoras ignoran la transmisioacuten

confusa

4 Si un dispositivo de transmisioacuten detecta una colisioacuten enviacutea una sentildeal de expansioacuten para

notificar a todos los dispositivos conectados que ha ocurrido una colisioacutendenominada

jamming

5 Las estaciones transmisoras detienen sus transmisiones tan pronto como detectan la

colisioacuten

6 Despueacutes de una colisioacuten (Los host que intervienen en la colisioacuten invocan un algoritmo de

postergacioacuten que genera un tiempo aleatorio) las estaciones esperan un tiempo aleatorio

(tiempo de backoff) para volver a transmitir una trama

En el meacutetodo de acceso CSMACD los dispositivos de red que tienen datos para transmitir

funcionan en el modo escuchar antes de transmitir Esto significa que cuando un nodo

desea enviar datos primero debe determinar si los medios de red estaacuten ocupados o no

En redes inalaacutembricas resulta a veces complicado llevar a cabo el primer paso (escuchar al

medio para determinar si estaacute libre o no) Por este motivo surgen dos problemas que

pueden ser detectados

1 Problema del nodo oculto la estacioacuten cree que el medio estaacute libre cuando en

realidad no lo estaacute pues estaacute siendo utilizado por otro nodo al que la estacioacuten no

oye

2 Problema del nodo expuesto la estacioacuten cree que el medio estaacute ocupado

cuando en realidad lo estaacute ocupando otro nodo que no interfeririacutea en su

transmisioacuten a otro destino

Para resolver estos problemas la IEEE 80211 propone MACA (MultiAccess Collision

Avoidance ndash Evitacioacuten de Colisioacuten por Acceso Muacuteltiple)

CSMA CD Meacutetodo de acceso capacidades funcionales

El siguiente resumen muestra una referencia raacutepida de las

capacidades funcionales de CSMA CD sublayer MAC

En el marco de la transmisioacuten

aceptar los datos de la LLC sublayer y construir un marco

Presentar una serie de bits de datos a la capa fiacutesica para la

transmisioacuten en el medio

En el marco de la recepcioacuten

recibir una serie de bits de datos a partir de la capa fiacutesica

presentar a la LLC (enlace logico de control)sublayer marcos

aplazar el enviacuteo de un flujo de bits de serie cada vez que el

soporte fiacutesico estaacute ocupado

FCS adecuado antildeadir valor a los marcos de salida y verificar la

alineacioacuten completa octeto frontera

controles de los marcos de errores de transmisioacuten por medio

de FCS y verifica la alineacioacuten octeto frontera

retrasar la transmisioacuten de bits de marco para el intervalo

entre periacuteodo especificado

detener la transmisioacuten cuando se detecte colisioacuten

se garantiza la propagacioacuten en toda la red mediante el enviacuteo

de mensaje de atasco

descartar la transmisioacuten que se recibieron menos de una

longitud miacutenima

TRAMA DE TRANSMICION CSMACD

Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con

un indicador de sentildeal de comienzo de la trama

El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito

de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de

transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el

direccionamiento

El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten

Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas

El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos

emisor y receptor

El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos

Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener

una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y

destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada

El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten

dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es

conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de

multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es

Conocida como direccioacuten de difusioacuten

La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten

El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a

continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los

casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)

El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud

variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes

Un campo pad o campo de relleno es usado para asegurar que la trama alcance la

longitud miacutenima requerida Una trama debe contener miacutenimo un nuacutemero de bytes

para que las estaciones puedan detectar las colisiones con precisioacuten

Una secuencia de chequeo de trama es utilizada como mecanismo de control de

errores

Cuando el dispositivo emisor ensambla la trama realiza un caacutelculo en los bits de la

trama El algoritmo usado para realizar este caacutelculo siempre genera como salida un

valor de 4 bytes El dispositivo emisor almacena este valor en el campo de chequeo

de secuencia de la trama

Cuando el receptor recibe la trama realiza el mismo caacutelculo y compara el resultado

con el del campo de chequeo de secuencia de la trama Si los dos valores

coinciden la transmisioacuten se asume como correcta Si los dos valores son

diferentes el dispositivo de destino solicita una retransmisioacuten de la trama

ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS

La funcioacuten de encapsulacioacuten y desencapsulacioacuten de datos es llevada a cabo por la subcapa

MAC Este proceso es responsable de las funciones de direccionamiento y del chequeo de

errores

ENCAPSULADO

El encapsulado es realizado por la estacioacuten emisora El encapsulado es el acto de agregar

informacioacuten direcciones y bytes para el control de errores al comienzo y al final de la

unidad de datos transmitidos Esto es realizado luego que los datos son recibidos por la

Subcapa de control de enlace loacutegico (LLC) La informacioacuten antildeadida es necesaria para

realizar las siguientes tareas

Sincronizar la estacioacuten receptora con la sentildeal

Indicar el comienzo y el fin de la trama

Identificar las direcciones tanto de la estacioacuten emisora como la receptora

Detectar errores en la transmisioacuten

Ejemplo ENCAPSULADO DE DATOS EN EL MODELO DE REFERENCIA OSI

Lo que sigue es una descripcioacuten del proceso de encapsulado de datos en una pila de

protocolo en nuestro caso TCPIP

Las capas del modelo osi se comunican entre siacute utilizando las PDU (protocol data unit) que

especifican que informacioacuten debe agregarse como encabezado o final de los datos que

ingresan a la capa Analizamos el paso de los datos por las 4 uacuteltimas capas del modelo

( transporte red enlace de datos fiacutesica)

Cuando los datos bajan de la capa sesioacuten la PDU de la capa de transporte exige el

agregado del encabezado de protocolo TCP La capa siguiente agrega el encabezado IP Al

bajar a la capa de Enlace el encabezado que se agrega depende de la implementacioacuten de

Ethernet que se esteacute utilizando Si la implementacioacuten es ETHERNET II se agrega solamente

un encabezado MAC si la implementacioacuten es IEEE 8023 8022 se agregan 2

encabezados LLC de la subcapa superior (Logical Link Control) y MAC (Media Access

Control) de la subcapa inferior para luego pasar a la capa Fiacutesica convertido en sentildeales

eleacutectricas

DESENCAPSULADO

El desencapsulado es realizado por la estacioacuten receptora Cuando es recibida una trama la

estacioacuten receptora es responsable de realizar las siguientes tareas

Reconocer la direccioacuten de destino y determinar si coincide con su propia direccioacuten

Realizar la verificacioacuten de errores

Remover la informacioacuten de control que fue antildeadida por la funcioacuten de encapsulado

de datos en la estacioacuten emisora

ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO

La funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es realizada por la subcapa MAC

En la estacioacuten emisora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable de

determinar si el canal de comunicacioacuten se encuentra disponible Si el canal se encuentra

disponible puede iniciarse la transmisioacuten de datos

Adicionalote la funcioacuten de administracioacuten es responsable de determinar que accioacuten

deberaacute tomarse en caso de detectarse una colisioacuten y cuando intentaraacute retransmitir

En la estacioacuten receptora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable

de realizar las comprobaciones de validacioacuten en la trama antes de pasarla a la funcioacuten de

desencapsulado

CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS

La funcioacuten de codificacioacutendecodificacioacuten es realizada en la capa fiacutesica Esta funcioacuten es

responsable de obtener la forma eleacutectrica u oacuteptica de los datos que se van a transmitir en

el medio

La codificacioacuten de datos es realizada por la estacioacuten emisora Esta es responsable de

traducir los bits a sus correspondientes sentildeales eleacutectricas u oacutepticas para ser trasladadas a

traveacutes del medio Adicionalmente esta funcioacuten es responsable de escuchar el medio y

notificar al la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio si el medio se encuentra libre

ocupado o se ha detectado una colisioacuten

veremos algunas teacutecnicas para codificar datos en sentildeales digitales Recordemos que una

sentildeal digital es una secuencia de niveles de tensioacuten discretos cada uno de ellos es un

elemento de la sentildeal Las teacutecnicas de codificacioacuten convierten cada bit de datos 0 o 1 en

elementos de sentildeal buscando ciertas ventajas o caracteriacutestica de la misma

iquestQueacute es lo que buscamos cuando queremos transmitir Pues de normal que la velocidad

de transmisioacuten sea elevada y que el nuacutemero de errores pequentildeo Pero tambieacuten que el

medio que utilicemos sea barato Por desgracia todo a la vez es imposible canales con

mayor ancho de banda aumentaraacuten la velocidad de transmisioacuten y si estaacuten bien

apantallados podraacuten transmitir a grandes distancias sin apenas ruido iexclpero eso es muy

caro iquestDe queacute manera puede ayudar la forma de la sentildeal

(Un poco maacutes de

vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten

soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos

lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas

Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama

transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos

La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la

traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits

TRAMA DE TRANSMICION CSMACD

Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con

un indicador de sentildeal de comienzo de la trama

El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito

de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de

transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el

direccionamiento

El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten

Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas

El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos

emisor y receptor

El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos

El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits

10101011

Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener

una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y

destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada

El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten

dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es

conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de

multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es

conocida como direccioacuten de difusioacuten

La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten

El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a

continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los

casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)

El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud

variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes

4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)

Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red

Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits

transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un

nuacutemero negativo y una potencia de 10

Se calcula con la siguiente formula

BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS

Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por

ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3

actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER

se consigue tiacutepicamente en 10^ -12

VALORES DE BER TIPICOS

Ethernet 10BASE-5 lt10^-8

Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10

Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11

Fiber Channel SONETSDHlt10^-12

GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8

CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7

5 TOPOLOGIAS

Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los

diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos

especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden

interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental

que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los

diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La

topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el

nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc

Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea

1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y

cableado (los medios) en la red

2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del

medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y

transmisioacuten de tokens (Token Ring)

3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones

La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia

todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para

utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento

en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten

de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a

cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la

red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host

y el proceso se vuelve a repetir

Topologiacutea de la Red Ethernet

La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo

de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se

conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos

forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal

La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el

cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de

cableado

TOPOLOGIA EN BUS

La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo

segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la

combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta

estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y

no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo

de estaciones de la red se fija en 1024

Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media

pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es

completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la

red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet

pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que

transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros

10-BASE-5

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto

Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados

transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo

agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del

cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la

estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la

interfaz se comunica con la computadora

Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que

acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una

tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el

transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso

llevar un microprocesador para controlar las transferencias

Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores

BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC

conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces

utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es

maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es

de 185 metros

10-BASE-2

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador

Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca

un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el

conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los

extremos si este se conecta directamente a un repetidor

TOPOLOGIA EN ESTRELLA

El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que

cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese

segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en

estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a

un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una

para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El

cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado

El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la

expansioacuten de la red

CONECTOR RJ-45

Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de

ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los

pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En

algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo

se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador

sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs

utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red

10-BASE-T

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico

Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas

10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios

Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia

entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-

BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con

un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red

Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se

puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la

conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos

casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores

5 Trama de red

En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de

datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos

especialmente en el Nivel de enlace de datos

Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten

chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de

datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel

de red

Formato de la trama de Ethernet

Trama DIX

Ethernet

Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS

8 bytes 6 bytes6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes

2 oacute 4

bytes

Trama IEEE

8023

Preaacutembul

oSOF Destino Origen

Longitu

dDatos Relleno FCS

7 bytes1

byte6 bytes

6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes4 bytes

Preaacutembulo

Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y

estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo

es

10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010

Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester

representan una forma de onda perioacutedica

SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama

Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s

consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes

significativo del campo de direccioacuten MAC de destino

Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor

debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF

Direccioacuten de destino

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se

enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast

o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar

si debe aceptar el paquete

Direccioacuten de origen

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se

enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la

direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos

Tipo

Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el

paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos

interpreta este campo

Datos

Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de

valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este

campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de

niveles superiores

FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)

Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de

Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el

receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la

trama

Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama

- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica

- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y

realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un

byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios

- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de

datos para obtener una suma

7 componentes de Ethernet

Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio

Ethernet a mano maacutes apropiado

Hay cuatro tipos principales de medios en uso

Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5

Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en

determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)

Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04

pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)

relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta

su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o

grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero

permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias

Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2

Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar

Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas

(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en

empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a

interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso

Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)

sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero

requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino

tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se

utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos

Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T

Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla

adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes

frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco

mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo

del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su

costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con

plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin

embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias

electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado

con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps

Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-

repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las

aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o

10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las

situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una

preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes

cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica

La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de

longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que

de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre

Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que

seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se

puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten

Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la

flexibilidad de la tecnologiacutea

Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet

Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de

paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation

Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE

liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha

vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan

Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el

disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene

aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una

resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir

la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas

Figura 1

El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura

1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes

electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras

que se comunican en la red

La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un

dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un

transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del

cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre

un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada

en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro

del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se

corte y se inserte una lsquoTrsquo

Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un

transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio

del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador

anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta

madre) y se conecta con el transceptor

Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra

fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las

sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite

la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute

en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato

digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el

transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente

llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la

potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la

operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o

recibiendo

Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las

intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema

operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta

instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la

transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido

finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple

dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede

contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria

de la computadora y el cable ether)

En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de

una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e

instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura

2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante

Figura 2

Capacidad de las redes Ethernet

El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden

transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una

computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red

no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar

datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico

total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y

pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace

posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa

que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por

ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o

muchas computadoras que generan cargas ligeras

La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE

8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo

suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles

Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El

propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red

sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una

longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo

el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama

La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se

encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que

es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser

transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por

un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se

encuentran en el campo da datos

La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de

direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023

permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite

solo direcciones de 6 Bytes

El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE

8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet

Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de

los cables utilizados

10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet

10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet

10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una

velocidad de 10 Mbps

100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica

multimodo (la F es por Fiber)

100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)

1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad

de 1 gigabite por segundo

1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S

es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)

1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L

es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)

Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado

Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del

nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran

aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de

legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces

de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor

adaptacioacuten y transicioacuten

Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos

Velocidad de transmisioacuten

- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea

Tipo de cable

- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea

Longitud maacutexima

- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones

repetidoras)

Topologiacutea

- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados

con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o

switches (estrella conmutada)

A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes

importantes

Tecnologiacuteas Ethernet

Tecnologiacutea

Velocidad de

transmisioacuten Tipo de cable

Distancia

maacutexima Topologiacutea

10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)

10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m

Estrella (Hub o

Switch)

10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o

Switch)

100BaseT4 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 3UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseTX 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 5UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m

No permite el uso de

hubs

1000BaseT 1000Mbps

4 pares trenzado

(categoriacutea 5e oacute

6UTP ) 100 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseSX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(multimodo) 550 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseLX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(monomodo) 5000 m

Estrella Full Duplex

(switch)

10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los

estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad

nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet

El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y

WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en

una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023

Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten

8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN

PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se

puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103

Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas

Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c

10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre

cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo

del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica

multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)

10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand

4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un

router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance

10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre

240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra

mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm

10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra

mono-modo (usando 1310nm)

10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre

fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido

interfaces enchufables de hasta 80-km

10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625

microm

10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado

para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera

SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-

ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas

distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)

Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado

principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin

embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par

trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada

para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-

duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex

Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes

Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802

10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten

comercial

La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las

especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para

Ethernet de 100 Mbps

Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes

apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios

productos en el mercado

Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones

1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de

sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la

transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado

100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como

veremos a continuacioacuten)

Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue

utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que

puede seguir usando los mismos cables de par trenzado

2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por

otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)

y que se denominoacute 100BaseVG

Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea

3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable

consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda

3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten

denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito

4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente

sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet

utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es

lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)

VELOCIDAD

En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea

circulan a la velocidad de 10 Mbps

Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades

superiores tanto de 20 como de 100 Mbps

Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes

de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios

usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-

Windows

De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que

actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 14: Trabajo Ethernet

algoritmos para determinar cuando se vuelve a intentar la transmisioacuten tras encontrar

ocupado el canal

CSMA 1-PERSISTENTE

CSMA NO PERSISTENTE

CSMA P-PERSISTENTE

CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN

CSMA 1-PERSISTENTE

El protocolo CSMA 1-persistente funciona de la siguiente forma cuando tiene que

transmitir un frame primero escucha el canal y si estaacute libre enviacutea el frame caso contrario

espera a que se libere y en ese momento lo enviacutea Se denomina CSMA 1-persistente

porque existe la probabilidad 1 es decir certeza de que el frame se transmitiraacute cuando el

canal esteacute libre En una situacioacuten real con alto traacutefico es muy posible que cuando un nodo

termine de transmitir existan varios esperando enviar sus datos y con CSMA 1-persistente

todos los frames seraacuten emitidos a la vez y colisionaraacuten pudieacutendose repetir el proceso

varias veces con la consiguiente degradacioacuten del rendimiento Una colisioacuten ocurriraacute

aunque no empiecen a transmitir exactamente a la vez basta simplemente con que dos

nodos empiecen a transmitir con una diferencia de tiempos menor que la distancia que los

separa ya que en tal caso ambos detectaraacuten el canal libre en el momento de iniciar la

transmisioacuten Se deduce entonces que en este tipo de redes el retardo de propagacioacuten de

la sentildeal puede tener un efecto importante en el rendimiento El rendimiento obtenido con

este protocolo puede llegar al 55 con un grado de ocupacioacuten del 100

CSMA NO PERSISTENTE

Antes de enviar se escucha el canal si el canal estaacute libre se transmite el frame Si estaacute

ocupado en vez de quedarse escuchando se espera un tiempo aleatorio que viene dado

por un algoritmo llamado de backoff despueacutes del cual se repite el proceso El protocolo

tiene una menor eficiencia que CSMA 1-persistente para traacuteficos moderados pues

introduce una mayor latencia sin embargo se comporta mejor en situaciones de traacutefico

intenso ya que evita las colisiones producidas por las estaciones que se encuentran a la

espera de que termine la transmisioacuten de un frame en un momento dado

CSMA P-PERSISTENTE

Utiliza intervalos de tiempo y funciona de la siguiente manera cuando el nodo tiene

algo que enviar primero escucha el canal si estaacute ocupado espera un tiempo aleatorio

Cuando el canal estaacute libre se selecciona un nuacutemero aleatorio con distribucioacuten uniforme

entre 0 y 1 si el nuacutemero es menor que p el frame es transmitido En caso contrario se

espera el siguiente slot de tiempo para transmitir y repite el algoritmo hasta que el frame

es transmitido o bien otro nodo utiliza en canal en cuyo caso se espera un tiempo

aleatorio y empieza de nuevo el proceso desde el principio La eficiencia del protocolo es

en general superior a la de CSMA 1-persistente y CSMA no persistente

CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN

Un problema con los protocolos anteriores es que una vez se ha empezado a transmitir

un frame se sigue transmitiendo auacuten cuando se detecte una colisioacuten Como es maacutes

eficiente dejar de transmitir y esperar un tiempo aleatorio para volver a hacerlo los

protocolos de acceso muacuteltiple por deteccioacuten de portadora con deteccioacuten de colisiones o

CSMACD implementan esta mejora

Estados de

una red CSMACD

En una red CSMACD la uacutenica circunstancia en la que puede producirse una colisioacuten es

cuando dos hosts empiezan a transmitir a la vez o con una diferencia de tiempo lo

bastante pequentildea como para que la sentildeal de uno no haya podido llegar al otro antes de

que eacuteste empiece a transmitir En palabras simples el nodo no alcanzoacute a escuchar que

otro nodo ya comenzoacute la transmisioacuten producto del retardo de propagacioacuten de la sentildeal

A este periodo de tiempo se le llama PERIODO DE CONTIENDA y corresponde a uno de

los tres posibles estados que tiene una red CSMACD los otros dos estados son los de

transmisioacuten y estado libre

Deteccioacuten de portadora

La deteccioacuten de portadora es utilizada para escuchar al medio (la portadora) para ver si se

encuentra libre Si la portadora se encuentra libre los datos son pasados a la capa fiacutesica

para su transmisioacuten Si la portadora estaacute ocupada se monitorea hasta que se libere

Deteccioacuten de colisiones

Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten

Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto

ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten

La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se

enteren de que ha ocurrido una colisioacuten

Caracteriacutesticas de CSMACD

1 El primer paso a la hora de transmitir seraacute saber si el medio estaacute libre Para eso

escuchamos lo que dicen los demaacutes Si el medio esta tranquilo (ninguna otra estacioacuten esta

transmitiendo) se enviacutea la transmisioacuten

2 Cuando dos o maacutes estaciones tienen mensajes para enviar es posible que transmitan casi

en el mismo instante resultando en una colisioacuten en la red

3 Cuando se produce una colisioacuten todas las estaciones receptoras ignoran la transmisioacuten

confusa

4 Si un dispositivo de transmisioacuten detecta una colisioacuten enviacutea una sentildeal de expansioacuten para

notificar a todos los dispositivos conectados que ha ocurrido una colisioacutendenominada

jamming

5 Las estaciones transmisoras detienen sus transmisiones tan pronto como detectan la

colisioacuten

6 Despueacutes de una colisioacuten (Los host que intervienen en la colisioacuten invocan un algoritmo de

postergacioacuten que genera un tiempo aleatorio) las estaciones esperan un tiempo aleatorio

(tiempo de backoff) para volver a transmitir una trama

En el meacutetodo de acceso CSMACD los dispositivos de red que tienen datos para transmitir

funcionan en el modo escuchar antes de transmitir Esto significa que cuando un nodo

desea enviar datos primero debe determinar si los medios de red estaacuten ocupados o no

En redes inalaacutembricas resulta a veces complicado llevar a cabo el primer paso (escuchar al

medio para determinar si estaacute libre o no) Por este motivo surgen dos problemas que

pueden ser detectados

1 Problema del nodo oculto la estacioacuten cree que el medio estaacute libre cuando en

realidad no lo estaacute pues estaacute siendo utilizado por otro nodo al que la estacioacuten no

oye

2 Problema del nodo expuesto la estacioacuten cree que el medio estaacute ocupado

cuando en realidad lo estaacute ocupando otro nodo que no interfeririacutea en su

transmisioacuten a otro destino

Para resolver estos problemas la IEEE 80211 propone MACA (MultiAccess Collision

Avoidance ndash Evitacioacuten de Colisioacuten por Acceso Muacuteltiple)

CSMA CD Meacutetodo de acceso capacidades funcionales

El siguiente resumen muestra una referencia raacutepida de las

capacidades funcionales de CSMA CD sublayer MAC

En el marco de la transmisioacuten

aceptar los datos de la LLC sublayer y construir un marco

Presentar una serie de bits de datos a la capa fiacutesica para la

transmisioacuten en el medio

En el marco de la recepcioacuten

recibir una serie de bits de datos a partir de la capa fiacutesica

presentar a la LLC (enlace logico de control)sublayer marcos

aplazar el enviacuteo de un flujo de bits de serie cada vez que el

soporte fiacutesico estaacute ocupado

FCS adecuado antildeadir valor a los marcos de salida y verificar la

alineacioacuten completa octeto frontera

controles de los marcos de errores de transmisioacuten por medio

de FCS y verifica la alineacioacuten octeto frontera

retrasar la transmisioacuten de bits de marco para el intervalo

entre periacuteodo especificado

detener la transmisioacuten cuando se detecte colisioacuten

se garantiza la propagacioacuten en toda la red mediante el enviacuteo

de mensaje de atasco

descartar la transmisioacuten que se recibieron menos de una

longitud miacutenima

TRAMA DE TRANSMICION CSMACD

Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con

un indicador de sentildeal de comienzo de la trama

El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito

de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de

transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el

direccionamiento

El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten

Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas

El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos

emisor y receptor

El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos

Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener

una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y

destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada

El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten

dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es

conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de

multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es

Conocida como direccioacuten de difusioacuten

La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten

El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a

continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los

casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)

El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud

variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes

Un campo pad o campo de relleno es usado para asegurar que la trama alcance la

longitud miacutenima requerida Una trama debe contener miacutenimo un nuacutemero de bytes

para que las estaciones puedan detectar las colisiones con precisioacuten

Una secuencia de chequeo de trama es utilizada como mecanismo de control de

errores

Cuando el dispositivo emisor ensambla la trama realiza un caacutelculo en los bits de la

trama El algoritmo usado para realizar este caacutelculo siempre genera como salida un

valor de 4 bytes El dispositivo emisor almacena este valor en el campo de chequeo

de secuencia de la trama

Cuando el receptor recibe la trama realiza el mismo caacutelculo y compara el resultado

con el del campo de chequeo de secuencia de la trama Si los dos valores

coinciden la transmisioacuten se asume como correcta Si los dos valores son

diferentes el dispositivo de destino solicita una retransmisioacuten de la trama

ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS

La funcioacuten de encapsulacioacuten y desencapsulacioacuten de datos es llevada a cabo por la subcapa

MAC Este proceso es responsable de las funciones de direccionamiento y del chequeo de

errores

ENCAPSULADO

El encapsulado es realizado por la estacioacuten emisora El encapsulado es el acto de agregar

informacioacuten direcciones y bytes para el control de errores al comienzo y al final de la

unidad de datos transmitidos Esto es realizado luego que los datos son recibidos por la

Subcapa de control de enlace loacutegico (LLC) La informacioacuten antildeadida es necesaria para

realizar las siguientes tareas

Sincronizar la estacioacuten receptora con la sentildeal

Indicar el comienzo y el fin de la trama

Identificar las direcciones tanto de la estacioacuten emisora como la receptora

Detectar errores en la transmisioacuten

Ejemplo ENCAPSULADO DE DATOS EN EL MODELO DE REFERENCIA OSI

Lo que sigue es una descripcioacuten del proceso de encapsulado de datos en una pila de

protocolo en nuestro caso TCPIP

Las capas del modelo osi se comunican entre siacute utilizando las PDU (protocol data unit) que

especifican que informacioacuten debe agregarse como encabezado o final de los datos que

ingresan a la capa Analizamos el paso de los datos por las 4 uacuteltimas capas del modelo

( transporte red enlace de datos fiacutesica)

Cuando los datos bajan de la capa sesioacuten la PDU de la capa de transporte exige el

agregado del encabezado de protocolo TCP La capa siguiente agrega el encabezado IP Al

bajar a la capa de Enlace el encabezado que se agrega depende de la implementacioacuten de

Ethernet que se esteacute utilizando Si la implementacioacuten es ETHERNET II se agrega solamente

un encabezado MAC si la implementacioacuten es IEEE 8023 8022 se agregan 2

encabezados LLC de la subcapa superior (Logical Link Control) y MAC (Media Access

Control) de la subcapa inferior para luego pasar a la capa Fiacutesica convertido en sentildeales

eleacutectricas

DESENCAPSULADO

El desencapsulado es realizado por la estacioacuten receptora Cuando es recibida una trama la

estacioacuten receptora es responsable de realizar las siguientes tareas

Reconocer la direccioacuten de destino y determinar si coincide con su propia direccioacuten

Realizar la verificacioacuten de errores

Remover la informacioacuten de control que fue antildeadida por la funcioacuten de encapsulado

de datos en la estacioacuten emisora

ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO

La funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es realizada por la subcapa MAC

En la estacioacuten emisora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable de

determinar si el canal de comunicacioacuten se encuentra disponible Si el canal se encuentra

disponible puede iniciarse la transmisioacuten de datos

Adicionalote la funcioacuten de administracioacuten es responsable de determinar que accioacuten

deberaacute tomarse en caso de detectarse una colisioacuten y cuando intentaraacute retransmitir

En la estacioacuten receptora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable

de realizar las comprobaciones de validacioacuten en la trama antes de pasarla a la funcioacuten de

desencapsulado

CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS

La funcioacuten de codificacioacutendecodificacioacuten es realizada en la capa fiacutesica Esta funcioacuten es

responsable de obtener la forma eleacutectrica u oacuteptica de los datos que se van a transmitir en

el medio

La codificacioacuten de datos es realizada por la estacioacuten emisora Esta es responsable de

traducir los bits a sus correspondientes sentildeales eleacutectricas u oacutepticas para ser trasladadas a

traveacutes del medio Adicionalmente esta funcioacuten es responsable de escuchar el medio y

notificar al la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio si el medio se encuentra libre

ocupado o se ha detectado una colisioacuten

veremos algunas teacutecnicas para codificar datos en sentildeales digitales Recordemos que una

sentildeal digital es una secuencia de niveles de tensioacuten discretos cada uno de ellos es un

elemento de la sentildeal Las teacutecnicas de codificacioacuten convierten cada bit de datos 0 o 1 en

elementos de sentildeal buscando ciertas ventajas o caracteriacutestica de la misma

iquestQueacute es lo que buscamos cuando queremos transmitir Pues de normal que la velocidad

de transmisioacuten sea elevada y que el nuacutemero de errores pequentildeo Pero tambieacuten que el

medio que utilicemos sea barato Por desgracia todo a la vez es imposible canales con

mayor ancho de banda aumentaraacuten la velocidad de transmisioacuten y si estaacuten bien

apantallados podraacuten transmitir a grandes distancias sin apenas ruido iexclpero eso es muy

caro iquestDe queacute manera puede ayudar la forma de la sentildeal

(Un poco maacutes de

vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten

soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos

lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas

Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama

transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos

La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la

traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits

TRAMA DE TRANSMICION CSMACD

Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con

un indicador de sentildeal de comienzo de la trama

El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito

de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de

transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el

direccionamiento

El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten

Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas

El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos

emisor y receptor

El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos

El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits

10101011

Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener

una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y

destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada

El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten

dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es

conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de

multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es

conocida como direccioacuten de difusioacuten

La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten

El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a

continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los

casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)

El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud

variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes

4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)

Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red

Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits

transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un

nuacutemero negativo y una potencia de 10

Se calcula con la siguiente formula

BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS

Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por

ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3

actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER

se consigue tiacutepicamente en 10^ -12

VALORES DE BER TIPICOS

Ethernet 10BASE-5 lt10^-8

Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10

Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11

Fiber Channel SONETSDHlt10^-12

GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8

CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7

5 TOPOLOGIAS

Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los

diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos

especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden

interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental

que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los

diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La

topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el

nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc

Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea

1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y

cableado (los medios) en la red

2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del

medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y

transmisioacuten de tokens (Token Ring)

3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones

La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia

todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para

utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento

en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten

de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a

cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la

red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host

y el proceso se vuelve a repetir

Topologiacutea de la Red Ethernet

La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo

de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se

conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos

forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal

La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el

cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de

cableado

TOPOLOGIA EN BUS

La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo

segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la

combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta

estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y

no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo

de estaciones de la red se fija en 1024

Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media

pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es

completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la

red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet

pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que

transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros

10-BASE-5

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto

Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados

transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo

agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del

cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la

estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la

interfaz se comunica con la computadora

Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que

acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una

tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el

transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso

llevar un microprocesador para controlar las transferencias

Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores

BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC

conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces

utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es

maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es

de 185 metros

10-BASE-2

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador

Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca

un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el

conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los

extremos si este se conecta directamente a un repetidor

TOPOLOGIA EN ESTRELLA

El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que

cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese

segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en

estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a

un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una

para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El

cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado

El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la

expansioacuten de la red

CONECTOR RJ-45

Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de

ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los

pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En

algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo

se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador

sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs

utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red

10-BASE-T

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico

Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas

10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios

Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia

entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-

BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con

un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red

Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se

puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la

conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos

casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores

5 Trama de red

En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de

datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos

especialmente en el Nivel de enlace de datos

Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten

chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de

datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel

de red

Formato de la trama de Ethernet

Trama DIX

Ethernet

Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS

8 bytes 6 bytes6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes

2 oacute 4

bytes

Trama IEEE

8023

Preaacutembul

oSOF Destino Origen

Longitu

dDatos Relleno FCS

7 bytes1

byte6 bytes

6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes4 bytes

Preaacutembulo

Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y

estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo

es

10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010

Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester

representan una forma de onda perioacutedica

SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama

Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s

consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes

significativo del campo de direccioacuten MAC de destino

Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor

debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF

Direccioacuten de destino

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se

enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast

o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar

si debe aceptar el paquete

Direccioacuten de origen

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se

enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la

direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos

Tipo

Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el

paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos

interpreta este campo

Datos

Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de

valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este

campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de

niveles superiores

FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)

Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de

Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el

receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la

trama

Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama

- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica

- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y

realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un

byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios

- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de

datos para obtener una suma

7 componentes de Ethernet

Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio

Ethernet a mano maacutes apropiado

Hay cuatro tipos principales de medios en uso

Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5

Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en

determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)

Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04

pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)

relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta

su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o

grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero

permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias

Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2

Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar

Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas

(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en

empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a

interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso

Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)

sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero

requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino

tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se

utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos

Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T

Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla

adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes

frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco

mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo

del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su

costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con

plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin

embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias

electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado

con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps

Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-

repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las

aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o

10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las

situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una

preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes

cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica

La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de

longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que

de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre

Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que

seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se

puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten

Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la

flexibilidad de la tecnologiacutea

Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet

Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de

paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation

Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE

liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha

vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan

Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el

disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene

aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una

resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir

la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas

Figura 1

El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura

1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes

electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras

que se comunican en la red

La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un

dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un

transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del

cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre

un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada

en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro

del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se

corte y se inserte una lsquoTrsquo

Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un

transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio

del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador

anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta

madre) y se conecta con el transceptor

Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra

fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las

sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite

la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute

en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato

digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el

transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente

llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la

potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la

operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o

recibiendo

Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las

intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema

operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta

instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la

transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido

finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple

dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede

contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria

de la computadora y el cable ether)

En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de

una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e

instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura

2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante

Figura 2

Capacidad de las redes Ethernet

El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden

transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una

computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red

no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar

datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico

total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y

pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace

posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa

que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por

ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o

muchas computadoras que generan cargas ligeras

La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE

8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo

suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles

Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El

propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red

sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una

longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo

el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama

La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se

encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que

es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser

transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por

un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se

encuentran en el campo da datos

La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de

direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023

permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite

solo direcciones de 6 Bytes

El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE

8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet

Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de

los cables utilizados

10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet

10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet

10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una

velocidad de 10 Mbps

100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica

multimodo (la F es por Fiber)

100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)

1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad

de 1 gigabite por segundo

1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S

es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)

1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L

es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)

Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado

Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del

nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran

aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de

legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces

de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor

adaptacioacuten y transicioacuten

Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos

Velocidad de transmisioacuten

- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea

Tipo de cable

- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea

Longitud maacutexima

- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones

repetidoras)

Topologiacutea

- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados

con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o

switches (estrella conmutada)

A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes

importantes

Tecnologiacuteas Ethernet

Tecnologiacutea

Velocidad de

transmisioacuten Tipo de cable

Distancia

maacutexima Topologiacutea

10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)

10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m

Estrella (Hub o

Switch)

10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o

Switch)

100BaseT4 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 3UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseTX 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 5UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m

No permite el uso de

hubs

1000BaseT 1000Mbps

4 pares trenzado

(categoriacutea 5e oacute

6UTP ) 100 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseSX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(multimodo) 550 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseLX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(monomodo) 5000 m

Estrella Full Duplex

(switch)

10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los

estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad

nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet

El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y

WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en

una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023

Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten

8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN

PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se

puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103

Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas

Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c

10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre

cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo

del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica

multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)

10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand

4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un

router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance

10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre

240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra

mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm

10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra

mono-modo (usando 1310nm)

10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre

fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido

interfaces enchufables de hasta 80-km

10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625

microm

10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado

para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera

SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-

ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas

distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)

Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado

principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin

embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par

trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada

para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-

duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex

Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes

Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802

10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten

comercial

La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las

especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para

Ethernet de 100 Mbps

Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes

apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios

productos en el mercado

Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones

1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de

sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la

transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado

100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como

veremos a continuacioacuten)

Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue

utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que

puede seguir usando los mismos cables de par trenzado

2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por

otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)

y que se denominoacute 100BaseVG

Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea

3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable

consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda

3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten

denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito

4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente

sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet

utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es

lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)

VELOCIDAD

En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea

circulan a la velocidad de 10 Mbps

Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades

superiores tanto de 20 como de 100 Mbps

Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes

de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios

usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-

Windows

De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que

actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 15: Trabajo Ethernet

Antes de enviar se escucha el canal si el canal estaacute libre se transmite el frame Si estaacute

ocupado en vez de quedarse escuchando se espera un tiempo aleatorio que viene dado

por un algoritmo llamado de backoff despueacutes del cual se repite el proceso El protocolo

tiene una menor eficiencia que CSMA 1-persistente para traacuteficos moderados pues

introduce una mayor latencia sin embargo se comporta mejor en situaciones de traacutefico

intenso ya que evita las colisiones producidas por las estaciones que se encuentran a la

espera de que termine la transmisioacuten de un frame en un momento dado

CSMA P-PERSISTENTE

Utiliza intervalos de tiempo y funciona de la siguiente manera cuando el nodo tiene

algo que enviar primero escucha el canal si estaacute ocupado espera un tiempo aleatorio

Cuando el canal estaacute libre se selecciona un nuacutemero aleatorio con distribucioacuten uniforme

entre 0 y 1 si el nuacutemero es menor que p el frame es transmitido En caso contrario se

espera el siguiente slot de tiempo para transmitir y repite el algoritmo hasta que el frame

es transmitido o bien otro nodo utiliza en canal en cuyo caso se espera un tiempo

aleatorio y empieza de nuevo el proceso desde el principio La eficiencia del protocolo es

en general superior a la de CSMA 1-persistente y CSMA no persistente

CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN

Un problema con los protocolos anteriores es que una vez se ha empezado a transmitir

un frame se sigue transmitiendo auacuten cuando se detecte una colisioacuten Como es maacutes

eficiente dejar de transmitir y esperar un tiempo aleatorio para volver a hacerlo los

protocolos de acceso muacuteltiple por deteccioacuten de portadora con deteccioacuten de colisiones o

CSMACD implementan esta mejora

Estados de

una red CSMACD

En una red CSMACD la uacutenica circunstancia en la que puede producirse una colisioacuten es

cuando dos hosts empiezan a transmitir a la vez o con una diferencia de tiempo lo

bastante pequentildea como para que la sentildeal de uno no haya podido llegar al otro antes de

que eacuteste empiece a transmitir En palabras simples el nodo no alcanzoacute a escuchar que

otro nodo ya comenzoacute la transmisioacuten producto del retardo de propagacioacuten de la sentildeal

A este periodo de tiempo se le llama PERIODO DE CONTIENDA y corresponde a uno de

los tres posibles estados que tiene una red CSMACD los otros dos estados son los de

transmisioacuten y estado libre

Deteccioacuten de portadora

La deteccioacuten de portadora es utilizada para escuchar al medio (la portadora) para ver si se

encuentra libre Si la portadora se encuentra libre los datos son pasados a la capa fiacutesica

para su transmisioacuten Si la portadora estaacute ocupada se monitorea hasta que se libere

Deteccioacuten de colisiones

Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten

Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto

ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten

La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se

enteren de que ha ocurrido una colisioacuten

Caracteriacutesticas de CSMACD

1 El primer paso a la hora de transmitir seraacute saber si el medio estaacute libre Para eso

escuchamos lo que dicen los demaacutes Si el medio esta tranquilo (ninguna otra estacioacuten esta

transmitiendo) se enviacutea la transmisioacuten

2 Cuando dos o maacutes estaciones tienen mensajes para enviar es posible que transmitan casi

en el mismo instante resultando en una colisioacuten en la red

3 Cuando se produce una colisioacuten todas las estaciones receptoras ignoran la transmisioacuten

confusa

4 Si un dispositivo de transmisioacuten detecta una colisioacuten enviacutea una sentildeal de expansioacuten para

notificar a todos los dispositivos conectados que ha ocurrido una colisioacutendenominada

jamming

5 Las estaciones transmisoras detienen sus transmisiones tan pronto como detectan la

colisioacuten

6 Despueacutes de una colisioacuten (Los host que intervienen en la colisioacuten invocan un algoritmo de

postergacioacuten que genera un tiempo aleatorio) las estaciones esperan un tiempo aleatorio

(tiempo de backoff) para volver a transmitir una trama

En el meacutetodo de acceso CSMACD los dispositivos de red que tienen datos para transmitir

funcionan en el modo escuchar antes de transmitir Esto significa que cuando un nodo

desea enviar datos primero debe determinar si los medios de red estaacuten ocupados o no

En redes inalaacutembricas resulta a veces complicado llevar a cabo el primer paso (escuchar al

medio para determinar si estaacute libre o no) Por este motivo surgen dos problemas que

pueden ser detectados

1 Problema del nodo oculto la estacioacuten cree que el medio estaacute libre cuando en

realidad no lo estaacute pues estaacute siendo utilizado por otro nodo al que la estacioacuten no

oye

2 Problema del nodo expuesto la estacioacuten cree que el medio estaacute ocupado

cuando en realidad lo estaacute ocupando otro nodo que no interfeririacutea en su

transmisioacuten a otro destino

Para resolver estos problemas la IEEE 80211 propone MACA (MultiAccess Collision

Avoidance ndash Evitacioacuten de Colisioacuten por Acceso Muacuteltiple)

CSMA CD Meacutetodo de acceso capacidades funcionales

El siguiente resumen muestra una referencia raacutepida de las

capacidades funcionales de CSMA CD sublayer MAC

En el marco de la transmisioacuten

aceptar los datos de la LLC sublayer y construir un marco

Presentar una serie de bits de datos a la capa fiacutesica para la

transmisioacuten en el medio

En el marco de la recepcioacuten

recibir una serie de bits de datos a partir de la capa fiacutesica

presentar a la LLC (enlace logico de control)sublayer marcos

aplazar el enviacuteo de un flujo de bits de serie cada vez que el

soporte fiacutesico estaacute ocupado

FCS adecuado antildeadir valor a los marcos de salida y verificar la

alineacioacuten completa octeto frontera

controles de los marcos de errores de transmisioacuten por medio

de FCS y verifica la alineacioacuten octeto frontera

retrasar la transmisioacuten de bits de marco para el intervalo

entre periacuteodo especificado

detener la transmisioacuten cuando se detecte colisioacuten

se garantiza la propagacioacuten en toda la red mediante el enviacuteo

de mensaje de atasco

descartar la transmisioacuten que se recibieron menos de una

longitud miacutenima

TRAMA DE TRANSMICION CSMACD

Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con

un indicador de sentildeal de comienzo de la trama

El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito

de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de

transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el

direccionamiento

El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten

Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas

El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos

emisor y receptor

El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos

Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener

una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y

destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada

El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten

dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es

conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de

multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es

Conocida como direccioacuten de difusioacuten

La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten

El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a

continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los

casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)

El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud

variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes

Un campo pad o campo de relleno es usado para asegurar que la trama alcance la

longitud miacutenima requerida Una trama debe contener miacutenimo un nuacutemero de bytes

para que las estaciones puedan detectar las colisiones con precisioacuten

Una secuencia de chequeo de trama es utilizada como mecanismo de control de

errores

Cuando el dispositivo emisor ensambla la trama realiza un caacutelculo en los bits de la

trama El algoritmo usado para realizar este caacutelculo siempre genera como salida un

valor de 4 bytes El dispositivo emisor almacena este valor en el campo de chequeo

de secuencia de la trama

Cuando el receptor recibe la trama realiza el mismo caacutelculo y compara el resultado

con el del campo de chequeo de secuencia de la trama Si los dos valores

coinciden la transmisioacuten se asume como correcta Si los dos valores son

diferentes el dispositivo de destino solicita una retransmisioacuten de la trama

ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS

La funcioacuten de encapsulacioacuten y desencapsulacioacuten de datos es llevada a cabo por la subcapa

MAC Este proceso es responsable de las funciones de direccionamiento y del chequeo de

errores

ENCAPSULADO

El encapsulado es realizado por la estacioacuten emisora El encapsulado es el acto de agregar

informacioacuten direcciones y bytes para el control de errores al comienzo y al final de la

unidad de datos transmitidos Esto es realizado luego que los datos son recibidos por la

Subcapa de control de enlace loacutegico (LLC) La informacioacuten antildeadida es necesaria para

realizar las siguientes tareas

Sincronizar la estacioacuten receptora con la sentildeal

Indicar el comienzo y el fin de la trama

Identificar las direcciones tanto de la estacioacuten emisora como la receptora

Detectar errores en la transmisioacuten

Ejemplo ENCAPSULADO DE DATOS EN EL MODELO DE REFERENCIA OSI

Lo que sigue es una descripcioacuten del proceso de encapsulado de datos en una pila de

protocolo en nuestro caso TCPIP

Las capas del modelo osi se comunican entre siacute utilizando las PDU (protocol data unit) que

especifican que informacioacuten debe agregarse como encabezado o final de los datos que

ingresan a la capa Analizamos el paso de los datos por las 4 uacuteltimas capas del modelo

( transporte red enlace de datos fiacutesica)

Cuando los datos bajan de la capa sesioacuten la PDU de la capa de transporte exige el

agregado del encabezado de protocolo TCP La capa siguiente agrega el encabezado IP Al

bajar a la capa de Enlace el encabezado que se agrega depende de la implementacioacuten de

Ethernet que se esteacute utilizando Si la implementacioacuten es ETHERNET II se agrega solamente

un encabezado MAC si la implementacioacuten es IEEE 8023 8022 se agregan 2

encabezados LLC de la subcapa superior (Logical Link Control) y MAC (Media Access

Control) de la subcapa inferior para luego pasar a la capa Fiacutesica convertido en sentildeales

eleacutectricas

DESENCAPSULADO

El desencapsulado es realizado por la estacioacuten receptora Cuando es recibida una trama la

estacioacuten receptora es responsable de realizar las siguientes tareas

Reconocer la direccioacuten de destino y determinar si coincide con su propia direccioacuten

Realizar la verificacioacuten de errores

Remover la informacioacuten de control que fue antildeadida por la funcioacuten de encapsulado

de datos en la estacioacuten emisora

ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO

La funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es realizada por la subcapa MAC

En la estacioacuten emisora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable de

determinar si el canal de comunicacioacuten se encuentra disponible Si el canal se encuentra

disponible puede iniciarse la transmisioacuten de datos

Adicionalote la funcioacuten de administracioacuten es responsable de determinar que accioacuten

deberaacute tomarse en caso de detectarse una colisioacuten y cuando intentaraacute retransmitir

En la estacioacuten receptora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable

de realizar las comprobaciones de validacioacuten en la trama antes de pasarla a la funcioacuten de

desencapsulado

CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS

La funcioacuten de codificacioacutendecodificacioacuten es realizada en la capa fiacutesica Esta funcioacuten es

responsable de obtener la forma eleacutectrica u oacuteptica de los datos que se van a transmitir en

el medio

La codificacioacuten de datos es realizada por la estacioacuten emisora Esta es responsable de

traducir los bits a sus correspondientes sentildeales eleacutectricas u oacutepticas para ser trasladadas a

traveacutes del medio Adicionalmente esta funcioacuten es responsable de escuchar el medio y

notificar al la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio si el medio se encuentra libre

ocupado o se ha detectado una colisioacuten

veremos algunas teacutecnicas para codificar datos en sentildeales digitales Recordemos que una

sentildeal digital es una secuencia de niveles de tensioacuten discretos cada uno de ellos es un

elemento de la sentildeal Las teacutecnicas de codificacioacuten convierten cada bit de datos 0 o 1 en

elementos de sentildeal buscando ciertas ventajas o caracteriacutestica de la misma

iquestQueacute es lo que buscamos cuando queremos transmitir Pues de normal que la velocidad

de transmisioacuten sea elevada y que el nuacutemero de errores pequentildeo Pero tambieacuten que el

medio que utilicemos sea barato Por desgracia todo a la vez es imposible canales con

mayor ancho de banda aumentaraacuten la velocidad de transmisioacuten y si estaacuten bien

apantallados podraacuten transmitir a grandes distancias sin apenas ruido iexclpero eso es muy

caro iquestDe queacute manera puede ayudar la forma de la sentildeal

(Un poco maacutes de

vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten

soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos

lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas

Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama

transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos

La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la

traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits

TRAMA DE TRANSMICION CSMACD

Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con

un indicador de sentildeal de comienzo de la trama

El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito

de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de

transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el

direccionamiento

El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten

Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas

El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos

emisor y receptor

El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos

El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits

10101011

Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener

una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y

destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada

El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten

dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es

conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de

multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es

conocida como direccioacuten de difusioacuten

La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten

El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a

continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los

casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)

El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud

variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes

4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)

Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red

Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits

transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un

nuacutemero negativo y una potencia de 10

Se calcula con la siguiente formula

BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS

Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por

ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3

actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER

se consigue tiacutepicamente en 10^ -12

VALORES DE BER TIPICOS

Ethernet 10BASE-5 lt10^-8

Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10

Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11

Fiber Channel SONETSDHlt10^-12

GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8

CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7

5 TOPOLOGIAS

Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los

diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos

especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden

interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental

que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los

diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La

topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el

nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc

Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea

1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y

cableado (los medios) en la red

2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del

medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y

transmisioacuten de tokens (Token Ring)

3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones

La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia

todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para

utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento

en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten

de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a

cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la

red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host

y el proceso se vuelve a repetir

Topologiacutea de la Red Ethernet

La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo

de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se

conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos

forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal

La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el

cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de

cableado

TOPOLOGIA EN BUS

La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo

segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la

combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta

estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y

no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo

de estaciones de la red se fija en 1024

Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media

pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es

completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la

red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet

pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que

transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros

10-BASE-5

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto

Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados

transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo

agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del

cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la

estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la

interfaz se comunica con la computadora

Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que

acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una

tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el

transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso

llevar un microprocesador para controlar las transferencias

Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores

BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC

conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces

utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es

maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es

de 185 metros

10-BASE-2

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador

Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca

un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el

conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los

extremos si este se conecta directamente a un repetidor

TOPOLOGIA EN ESTRELLA

El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que

cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese

segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en

estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a

un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una

para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El

cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado

El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la

expansioacuten de la red

CONECTOR RJ-45

Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de

ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los

pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En

algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo

se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador

sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs

utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red

10-BASE-T

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico

Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas

10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios

Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia

entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-

BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con

un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red

Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se

puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la

conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos

casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores

5 Trama de red

En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de

datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos

especialmente en el Nivel de enlace de datos

Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten

chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de

datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel

de red

Formato de la trama de Ethernet

Trama DIX

Ethernet

Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS

8 bytes 6 bytes6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes

2 oacute 4

bytes

Trama IEEE

8023

Preaacutembul

oSOF Destino Origen

Longitu

dDatos Relleno FCS

7 bytes1

byte6 bytes

6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes4 bytes

Preaacutembulo

Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y

estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo

es

10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010

Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester

representan una forma de onda perioacutedica

SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama

Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s

consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes

significativo del campo de direccioacuten MAC de destino

Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor

debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF

Direccioacuten de destino

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se

enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast

o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar

si debe aceptar el paquete

Direccioacuten de origen

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se

enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la

direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos

Tipo

Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el

paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos

interpreta este campo

Datos

Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de

valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este

campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de

niveles superiores

FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)

Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de

Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el

receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la

trama

Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama

- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica

- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y

realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un

byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios

- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de

datos para obtener una suma

7 componentes de Ethernet

Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio

Ethernet a mano maacutes apropiado

Hay cuatro tipos principales de medios en uso

Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5

Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en

determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)

Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04

pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)

relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta

su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o

grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero

permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias

Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2

Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar

Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas

(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en

empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a

interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso

Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)

sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero

requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino

tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se

utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos

Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T

Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla

adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes

frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco

mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo

del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su

costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con

plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin

embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias

electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado

con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps

Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-

repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las

aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o

10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las

situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una

preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes

cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica

La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de

longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que

de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre

Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que

seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se

puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten

Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la

flexibilidad de la tecnologiacutea

Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet

Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de

paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation

Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE

liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha

vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan

Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el

disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene

aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una

resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir

la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas

Figura 1

El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura

1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes

electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras

que se comunican en la red

La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un

dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un

transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del

cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre

un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada

en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro

del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se

corte y se inserte una lsquoTrsquo

Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un

transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio

del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador

anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta

madre) y se conecta con el transceptor

Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra

fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las

sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite

la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute

en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato

digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el

transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente

llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la

potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la

operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o

recibiendo

Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las

intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema

operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta

instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la

transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido

finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple

dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede

contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria

de la computadora y el cable ether)

En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de

una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e

instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura

2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante

Figura 2

Capacidad de las redes Ethernet

El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden

transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una

computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red

no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar

datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico

total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y

pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace

posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa

que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por

ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o

muchas computadoras que generan cargas ligeras

La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE

8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo

suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles

Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El

propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red

sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una

longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo

el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama

La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se

encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que

es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser

transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por

un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se

encuentran en el campo da datos

La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de

direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023

permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite

solo direcciones de 6 Bytes

El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE

8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet

Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de

los cables utilizados

10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet

10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet

10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una

velocidad de 10 Mbps

100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica

multimodo (la F es por Fiber)

100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)

1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad

de 1 gigabite por segundo

1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S

es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)

1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L

es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)

Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado

Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del

nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran

aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de

legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces

de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor

adaptacioacuten y transicioacuten

Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos

Velocidad de transmisioacuten

- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea

Tipo de cable

- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea

Longitud maacutexima

- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones

repetidoras)

Topologiacutea

- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados

con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o

switches (estrella conmutada)

A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes

importantes

Tecnologiacuteas Ethernet

Tecnologiacutea

Velocidad de

transmisioacuten Tipo de cable

Distancia

maacutexima Topologiacutea

10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)

10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m

Estrella (Hub o

Switch)

10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o

Switch)

100BaseT4 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 3UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseTX 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 5UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m

No permite el uso de

hubs

1000BaseT 1000Mbps

4 pares trenzado

(categoriacutea 5e oacute

6UTP ) 100 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseSX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(multimodo) 550 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseLX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(monomodo) 5000 m

Estrella Full Duplex

(switch)

10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los

estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad

nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet

El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y

WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en

una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023

Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten

8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN

PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se

puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103

Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas

Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c

10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre

cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo

del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica

multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)

10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand

4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un

router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance

10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre

240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra

mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm

10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra

mono-modo (usando 1310nm)

10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre

fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido

interfaces enchufables de hasta 80-km

10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625

microm

10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado

para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera

SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-

ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas

distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)

Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado

principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin

embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par

trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada

para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-

duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex

Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes

Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802

10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten

comercial

La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las

especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para

Ethernet de 100 Mbps

Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes

apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios

productos en el mercado

Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones

1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de

sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la

transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado

100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como

veremos a continuacioacuten)

Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue

utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que

puede seguir usando los mismos cables de par trenzado

2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por

otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)

y que se denominoacute 100BaseVG

Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea

3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable

consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda

3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten

denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito

4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente

sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet

utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es

lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)

VELOCIDAD

En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea

circulan a la velocidad de 10 Mbps

Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades

superiores tanto de 20 como de 100 Mbps

Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes

de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios

usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-

Windows

De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que

actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 16: Trabajo Ethernet

Estados de

una red CSMACD

En una red CSMACD la uacutenica circunstancia en la que puede producirse una colisioacuten es

cuando dos hosts empiezan a transmitir a la vez o con una diferencia de tiempo lo

bastante pequentildea como para que la sentildeal de uno no haya podido llegar al otro antes de

que eacuteste empiece a transmitir En palabras simples el nodo no alcanzoacute a escuchar que

otro nodo ya comenzoacute la transmisioacuten producto del retardo de propagacioacuten de la sentildeal

A este periodo de tiempo se le llama PERIODO DE CONTIENDA y corresponde a uno de

los tres posibles estados que tiene una red CSMACD los otros dos estados son los de

transmisioacuten y estado libre

Deteccioacuten de portadora

La deteccioacuten de portadora es utilizada para escuchar al medio (la portadora) para ver si se

encuentra libre Si la portadora se encuentra libre los datos son pasados a la capa fiacutesica

para su transmisioacuten Si la portadora estaacute ocupada se monitorea hasta que se libere

Deteccioacuten de colisiones

Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten

Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto

ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten

La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se

enteren de que ha ocurrido una colisioacuten

Caracteriacutesticas de CSMACD

1 El primer paso a la hora de transmitir seraacute saber si el medio estaacute libre Para eso

escuchamos lo que dicen los demaacutes Si el medio esta tranquilo (ninguna otra estacioacuten esta

transmitiendo) se enviacutea la transmisioacuten

2 Cuando dos o maacutes estaciones tienen mensajes para enviar es posible que transmitan casi

en el mismo instante resultando en una colisioacuten en la red

3 Cuando se produce una colisioacuten todas las estaciones receptoras ignoran la transmisioacuten

confusa

4 Si un dispositivo de transmisioacuten detecta una colisioacuten enviacutea una sentildeal de expansioacuten para

notificar a todos los dispositivos conectados que ha ocurrido una colisioacutendenominada

jamming

5 Las estaciones transmisoras detienen sus transmisiones tan pronto como detectan la

colisioacuten

6 Despueacutes de una colisioacuten (Los host que intervienen en la colisioacuten invocan un algoritmo de

postergacioacuten que genera un tiempo aleatorio) las estaciones esperan un tiempo aleatorio

(tiempo de backoff) para volver a transmitir una trama

En el meacutetodo de acceso CSMACD los dispositivos de red que tienen datos para transmitir

funcionan en el modo escuchar antes de transmitir Esto significa que cuando un nodo

desea enviar datos primero debe determinar si los medios de red estaacuten ocupados o no

En redes inalaacutembricas resulta a veces complicado llevar a cabo el primer paso (escuchar al

medio para determinar si estaacute libre o no) Por este motivo surgen dos problemas que

pueden ser detectados

1 Problema del nodo oculto la estacioacuten cree que el medio estaacute libre cuando en

realidad no lo estaacute pues estaacute siendo utilizado por otro nodo al que la estacioacuten no

oye

2 Problema del nodo expuesto la estacioacuten cree que el medio estaacute ocupado

cuando en realidad lo estaacute ocupando otro nodo que no interfeririacutea en su

transmisioacuten a otro destino

Para resolver estos problemas la IEEE 80211 propone MACA (MultiAccess Collision

Avoidance ndash Evitacioacuten de Colisioacuten por Acceso Muacuteltiple)

CSMA CD Meacutetodo de acceso capacidades funcionales

El siguiente resumen muestra una referencia raacutepida de las

capacidades funcionales de CSMA CD sublayer MAC

En el marco de la transmisioacuten

aceptar los datos de la LLC sublayer y construir un marco

Presentar una serie de bits de datos a la capa fiacutesica para la

transmisioacuten en el medio

En el marco de la recepcioacuten

recibir una serie de bits de datos a partir de la capa fiacutesica

presentar a la LLC (enlace logico de control)sublayer marcos

aplazar el enviacuteo de un flujo de bits de serie cada vez que el

soporte fiacutesico estaacute ocupado

FCS adecuado antildeadir valor a los marcos de salida y verificar la

alineacioacuten completa octeto frontera

controles de los marcos de errores de transmisioacuten por medio

de FCS y verifica la alineacioacuten octeto frontera

retrasar la transmisioacuten de bits de marco para el intervalo

entre periacuteodo especificado

detener la transmisioacuten cuando se detecte colisioacuten

se garantiza la propagacioacuten en toda la red mediante el enviacuteo

de mensaje de atasco

descartar la transmisioacuten que se recibieron menos de una

longitud miacutenima

TRAMA DE TRANSMICION CSMACD

Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con

un indicador de sentildeal de comienzo de la trama

El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito

de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de

transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el

direccionamiento

El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten

Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas

El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos

emisor y receptor

El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos

Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener

una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y

destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada

El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten

dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es

conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de

multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es

Conocida como direccioacuten de difusioacuten

La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten

El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a

continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los

casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)

El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud

variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes

Un campo pad o campo de relleno es usado para asegurar que la trama alcance la

longitud miacutenima requerida Una trama debe contener miacutenimo un nuacutemero de bytes

para que las estaciones puedan detectar las colisiones con precisioacuten

Una secuencia de chequeo de trama es utilizada como mecanismo de control de

errores

Cuando el dispositivo emisor ensambla la trama realiza un caacutelculo en los bits de la

trama El algoritmo usado para realizar este caacutelculo siempre genera como salida un

valor de 4 bytes El dispositivo emisor almacena este valor en el campo de chequeo

de secuencia de la trama

Cuando el receptor recibe la trama realiza el mismo caacutelculo y compara el resultado

con el del campo de chequeo de secuencia de la trama Si los dos valores

coinciden la transmisioacuten se asume como correcta Si los dos valores son

diferentes el dispositivo de destino solicita una retransmisioacuten de la trama

ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS

La funcioacuten de encapsulacioacuten y desencapsulacioacuten de datos es llevada a cabo por la subcapa

MAC Este proceso es responsable de las funciones de direccionamiento y del chequeo de

errores

ENCAPSULADO

El encapsulado es realizado por la estacioacuten emisora El encapsulado es el acto de agregar

informacioacuten direcciones y bytes para el control de errores al comienzo y al final de la

unidad de datos transmitidos Esto es realizado luego que los datos son recibidos por la

Subcapa de control de enlace loacutegico (LLC) La informacioacuten antildeadida es necesaria para

realizar las siguientes tareas

Sincronizar la estacioacuten receptora con la sentildeal

Indicar el comienzo y el fin de la trama

Identificar las direcciones tanto de la estacioacuten emisora como la receptora

Detectar errores en la transmisioacuten

Ejemplo ENCAPSULADO DE DATOS EN EL MODELO DE REFERENCIA OSI

Lo que sigue es una descripcioacuten del proceso de encapsulado de datos en una pila de

protocolo en nuestro caso TCPIP

Las capas del modelo osi se comunican entre siacute utilizando las PDU (protocol data unit) que

especifican que informacioacuten debe agregarse como encabezado o final de los datos que

ingresan a la capa Analizamos el paso de los datos por las 4 uacuteltimas capas del modelo

( transporte red enlace de datos fiacutesica)

Cuando los datos bajan de la capa sesioacuten la PDU de la capa de transporte exige el

agregado del encabezado de protocolo TCP La capa siguiente agrega el encabezado IP Al

bajar a la capa de Enlace el encabezado que se agrega depende de la implementacioacuten de

Ethernet que se esteacute utilizando Si la implementacioacuten es ETHERNET II se agrega solamente

un encabezado MAC si la implementacioacuten es IEEE 8023 8022 se agregan 2

encabezados LLC de la subcapa superior (Logical Link Control) y MAC (Media Access

Control) de la subcapa inferior para luego pasar a la capa Fiacutesica convertido en sentildeales

eleacutectricas

DESENCAPSULADO

El desencapsulado es realizado por la estacioacuten receptora Cuando es recibida una trama la

estacioacuten receptora es responsable de realizar las siguientes tareas

Reconocer la direccioacuten de destino y determinar si coincide con su propia direccioacuten

Realizar la verificacioacuten de errores

Remover la informacioacuten de control que fue antildeadida por la funcioacuten de encapsulado

de datos en la estacioacuten emisora

ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO

La funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es realizada por la subcapa MAC

En la estacioacuten emisora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable de

determinar si el canal de comunicacioacuten se encuentra disponible Si el canal se encuentra

disponible puede iniciarse la transmisioacuten de datos

Adicionalote la funcioacuten de administracioacuten es responsable de determinar que accioacuten

deberaacute tomarse en caso de detectarse una colisioacuten y cuando intentaraacute retransmitir

En la estacioacuten receptora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable

de realizar las comprobaciones de validacioacuten en la trama antes de pasarla a la funcioacuten de

desencapsulado

CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS

La funcioacuten de codificacioacutendecodificacioacuten es realizada en la capa fiacutesica Esta funcioacuten es

responsable de obtener la forma eleacutectrica u oacuteptica de los datos que se van a transmitir en

el medio

La codificacioacuten de datos es realizada por la estacioacuten emisora Esta es responsable de

traducir los bits a sus correspondientes sentildeales eleacutectricas u oacutepticas para ser trasladadas a

traveacutes del medio Adicionalmente esta funcioacuten es responsable de escuchar el medio y

notificar al la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio si el medio se encuentra libre

ocupado o se ha detectado una colisioacuten

veremos algunas teacutecnicas para codificar datos en sentildeales digitales Recordemos que una

sentildeal digital es una secuencia de niveles de tensioacuten discretos cada uno de ellos es un

elemento de la sentildeal Las teacutecnicas de codificacioacuten convierten cada bit de datos 0 o 1 en

elementos de sentildeal buscando ciertas ventajas o caracteriacutestica de la misma

iquestQueacute es lo que buscamos cuando queremos transmitir Pues de normal que la velocidad

de transmisioacuten sea elevada y que el nuacutemero de errores pequentildeo Pero tambieacuten que el

medio que utilicemos sea barato Por desgracia todo a la vez es imposible canales con

mayor ancho de banda aumentaraacuten la velocidad de transmisioacuten y si estaacuten bien

apantallados podraacuten transmitir a grandes distancias sin apenas ruido iexclpero eso es muy

caro iquestDe queacute manera puede ayudar la forma de la sentildeal

(Un poco maacutes de

vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten

soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos

lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas

Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama

transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos

La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la

traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits

TRAMA DE TRANSMICION CSMACD

Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con

un indicador de sentildeal de comienzo de la trama

El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito

de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de

transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el

direccionamiento

El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten

Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas

El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos

emisor y receptor

El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos

El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits

10101011

Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener

una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y

destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada

El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten

dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es

conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de

multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es

conocida como direccioacuten de difusioacuten

La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten

El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a

continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los

casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)

El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud

variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes

4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)

Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red

Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits

transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un

nuacutemero negativo y una potencia de 10

Se calcula con la siguiente formula

BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS

Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por

ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3

actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER

se consigue tiacutepicamente en 10^ -12

VALORES DE BER TIPICOS

Ethernet 10BASE-5 lt10^-8

Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10

Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11

Fiber Channel SONETSDHlt10^-12

GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8

CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7

5 TOPOLOGIAS

Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los

diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos

especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden

interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental

que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los

diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La

topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el

nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc

Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea

1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y

cableado (los medios) en la red

2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del

medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y

transmisioacuten de tokens (Token Ring)

3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones

La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia

todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para

utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento

en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten

de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a

cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la

red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host

y el proceso se vuelve a repetir

Topologiacutea de la Red Ethernet

La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo

de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se

conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos

forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal

La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el

cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de

cableado

TOPOLOGIA EN BUS

La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo

segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la

combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta

estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y

no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo

de estaciones de la red se fija en 1024

Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media

pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es

completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la

red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet

pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que

transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros

10-BASE-5

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto

Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados

transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo

agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del

cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la

estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la

interfaz se comunica con la computadora

Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que

acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una

tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el

transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso

llevar un microprocesador para controlar las transferencias

Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores

BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC

conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces

utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es

maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es

de 185 metros

10-BASE-2

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador

Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca

un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el

conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los

extremos si este se conecta directamente a un repetidor

TOPOLOGIA EN ESTRELLA

El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que

cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese

segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en

estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a

un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una

para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El

cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado

El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la

expansioacuten de la red

CONECTOR RJ-45

Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de

ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los

pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En

algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo

se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador

sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs

utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red

10-BASE-T

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico

Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas

10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios

Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia

entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-

BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con

un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red

Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se

puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la

conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos

casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores

5 Trama de red

En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de

datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos

especialmente en el Nivel de enlace de datos

Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten

chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de

datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel

de red

Formato de la trama de Ethernet

Trama DIX

Ethernet

Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS

8 bytes 6 bytes6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes

2 oacute 4

bytes

Trama IEEE

8023

Preaacutembul

oSOF Destino Origen

Longitu

dDatos Relleno FCS

7 bytes1

byte6 bytes

6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes4 bytes

Preaacutembulo

Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y

estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo

es

10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010

Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester

representan una forma de onda perioacutedica

SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama

Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s

consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes

significativo del campo de direccioacuten MAC de destino

Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor

debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF

Direccioacuten de destino

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se

enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast

o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar

si debe aceptar el paquete

Direccioacuten de origen

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se

enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la

direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos

Tipo

Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el

paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos

interpreta este campo

Datos

Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de

valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este

campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de

niveles superiores

FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)

Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de

Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el

receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la

trama

Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama

- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica

- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y

realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un

byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios

- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de

datos para obtener una suma

7 componentes de Ethernet

Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio

Ethernet a mano maacutes apropiado

Hay cuatro tipos principales de medios en uso

Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5

Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en

determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)

Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04

pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)

relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta

su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o

grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero

permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias

Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2

Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar

Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas

(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en

empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a

interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso

Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)

sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero

requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino

tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se

utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos

Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T

Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla

adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes

frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco

mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo

del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su

costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con

plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin

embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias

electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado

con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps

Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-

repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las

aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o

10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las

situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una

preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes

cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica

La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de

longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que

de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre

Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que

seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se

puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten

Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la

flexibilidad de la tecnologiacutea

Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet

Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de

paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation

Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE

liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha

vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan

Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el

disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene

aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una

resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir

la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas

Figura 1

El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura

1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes

electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras

que se comunican en la red

La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un

dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un

transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del

cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre

un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada

en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro

del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se

corte y se inserte una lsquoTrsquo

Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un

transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio

del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador

anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta

madre) y se conecta con el transceptor

Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra

fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las

sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite

la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute

en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato

digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el

transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente

llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la

potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la

operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o

recibiendo

Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las

intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema

operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta

instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la

transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido

finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple

dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede

contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria

de la computadora y el cable ether)

En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de

una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e

instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura

2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante

Figura 2

Capacidad de las redes Ethernet

El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden

transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una

computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red

no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar

datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico

total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y

pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace

posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa

que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por

ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o

muchas computadoras que generan cargas ligeras

La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE

8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo

suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles

Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El

propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red

sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una

longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo

el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama

La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se

encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que

es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser

transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por

un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se

encuentran en el campo da datos

La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de

direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023

permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite

solo direcciones de 6 Bytes

El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE

8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet

Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de

los cables utilizados

10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet

10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet

10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una

velocidad de 10 Mbps

100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica

multimodo (la F es por Fiber)

100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)

1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad

de 1 gigabite por segundo

1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S

es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)

1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L

es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)

Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado

Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del

nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran

aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de

legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces

de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor

adaptacioacuten y transicioacuten

Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos

Velocidad de transmisioacuten

- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea

Tipo de cable

- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea

Longitud maacutexima

- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones

repetidoras)

Topologiacutea

- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados

con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o

switches (estrella conmutada)

A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes

importantes

Tecnologiacuteas Ethernet

Tecnologiacutea

Velocidad de

transmisioacuten Tipo de cable

Distancia

maacutexima Topologiacutea

10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)

10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m

Estrella (Hub o

Switch)

10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o

Switch)

100BaseT4 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 3UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseTX 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 5UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m

No permite el uso de

hubs

1000BaseT 1000Mbps

4 pares trenzado

(categoriacutea 5e oacute

6UTP ) 100 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseSX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(multimodo) 550 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseLX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(monomodo) 5000 m

Estrella Full Duplex

(switch)

10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los

estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad

nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet

El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y

WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en

una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023

Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten

8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN

PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se

puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103

Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas

Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c

10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre

cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo

del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica

multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)

10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand

4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un

router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance

10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre

240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra

mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm

10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra

mono-modo (usando 1310nm)

10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre

fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido

interfaces enchufables de hasta 80-km

10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625

microm

10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado

para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera

SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-

ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas

distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)

Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado

principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin

embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par

trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada

para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-

duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex

Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes

Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802

10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten

comercial

La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las

especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para

Ethernet de 100 Mbps

Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes

apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios

productos en el mercado

Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones

1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de

sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la

transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado

100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como

veremos a continuacioacuten)

Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue

utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que

puede seguir usando los mismos cables de par trenzado

2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por

otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)

y que se denominoacute 100BaseVG

Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea

3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable

consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda

3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten

denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito

4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente

sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet

utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es

lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)

VELOCIDAD

En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea

circulan a la velocidad de 10 Mbps

Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades

superiores tanto de 20 como de 100 Mbps

Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes

de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios

usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-

Windows

De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que

actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 17: Trabajo Ethernet

Caracteriacutesticas de CSMACD

1 El primer paso a la hora de transmitir seraacute saber si el medio estaacute libre Para eso

escuchamos lo que dicen los demaacutes Si el medio esta tranquilo (ninguna otra estacioacuten esta

transmitiendo) se enviacutea la transmisioacuten

2 Cuando dos o maacutes estaciones tienen mensajes para enviar es posible que transmitan casi

en el mismo instante resultando en una colisioacuten en la red

3 Cuando se produce una colisioacuten todas las estaciones receptoras ignoran la transmisioacuten

confusa

4 Si un dispositivo de transmisioacuten detecta una colisioacuten enviacutea una sentildeal de expansioacuten para

notificar a todos los dispositivos conectados que ha ocurrido una colisioacutendenominada

jamming

5 Las estaciones transmisoras detienen sus transmisiones tan pronto como detectan la

colisioacuten

6 Despueacutes de una colisioacuten (Los host que intervienen en la colisioacuten invocan un algoritmo de

postergacioacuten que genera un tiempo aleatorio) las estaciones esperan un tiempo aleatorio

(tiempo de backoff) para volver a transmitir una trama

En el meacutetodo de acceso CSMACD los dispositivos de red que tienen datos para transmitir

funcionan en el modo escuchar antes de transmitir Esto significa que cuando un nodo

desea enviar datos primero debe determinar si los medios de red estaacuten ocupados o no

En redes inalaacutembricas resulta a veces complicado llevar a cabo el primer paso (escuchar al

medio para determinar si estaacute libre o no) Por este motivo surgen dos problemas que

pueden ser detectados

1 Problema del nodo oculto la estacioacuten cree que el medio estaacute libre cuando en

realidad no lo estaacute pues estaacute siendo utilizado por otro nodo al que la estacioacuten no

oye

2 Problema del nodo expuesto la estacioacuten cree que el medio estaacute ocupado

cuando en realidad lo estaacute ocupando otro nodo que no interfeririacutea en su

transmisioacuten a otro destino

Para resolver estos problemas la IEEE 80211 propone MACA (MultiAccess Collision

Avoidance ndash Evitacioacuten de Colisioacuten por Acceso Muacuteltiple)

CSMA CD Meacutetodo de acceso capacidades funcionales

El siguiente resumen muestra una referencia raacutepida de las

capacidades funcionales de CSMA CD sublayer MAC

En el marco de la transmisioacuten

aceptar los datos de la LLC sublayer y construir un marco

Presentar una serie de bits de datos a la capa fiacutesica para la

transmisioacuten en el medio

En el marco de la recepcioacuten

recibir una serie de bits de datos a partir de la capa fiacutesica

presentar a la LLC (enlace logico de control)sublayer marcos

aplazar el enviacuteo de un flujo de bits de serie cada vez que el

soporte fiacutesico estaacute ocupado

FCS adecuado antildeadir valor a los marcos de salida y verificar la

alineacioacuten completa octeto frontera

controles de los marcos de errores de transmisioacuten por medio

de FCS y verifica la alineacioacuten octeto frontera

retrasar la transmisioacuten de bits de marco para el intervalo

entre periacuteodo especificado

detener la transmisioacuten cuando se detecte colisioacuten

se garantiza la propagacioacuten en toda la red mediante el enviacuteo

de mensaje de atasco

descartar la transmisioacuten que se recibieron menos de una

longitud miacutenima

TRAMA DE TRANSMICION CSMACD

Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con

un indicador de sentildeal de comienzo de la trama

El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito

de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de

transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el

direccionamiento

El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten

Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas

El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos

emisor y receptor

El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos

Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener

una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y

destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada

El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten

dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es

conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de

multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es

Conocida como direccioacuten de difusioacuten

La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten

El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a

continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los

casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)

El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud

variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes

Un campo pad o campo de relleno es usado para asegurar que la trama alcance la

longitud miacutenima requerida Una trama debe contener miacutenimo un nuacutemero de bytes

para que las estaciones puedan detectar las colisiones con precisioacuten

Una secuencia de chequeo de trama es utilizada como mecanismo de control de

errores

Cuando el dispositivo emisor ensambla la trama realiza un caacutelculo en los bits de la

trama El algoritmo usado para realizar este caacutelculo siempre genera como salida un

valor de 4 bytes El dispositivo emisor almacena este valor en el campo de chequeo

de secuencia de la trama

Cuando el receptor recibe la trama realiza el mismo caacutelculo y compara el resultado

con el del campo de chequeo de secuencia de la trama Si los dos valores

coinciden la transmisioacuten se asume como correcta Si los dos valores son

diferentes el dispositivo de destino solicita una retransmisioacuten de la trama

ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS

La funcioacuten de encapsulacioacuten y desencapsulacioacuten de datos es llevada a cabo por la subcapa

MAC Este proceso es responsable de las funciones de direccionamiento y del chequeo de

errores

ENCAPSULADO

El encapsulado es realizado por la estacioacuten emisora El encapsulado es el acto de agregar

informacioacuten direcciones y bytes para el control de errores al comienzo y al final de la

unidad de datos transmitidos Esto es realizado luego que los datos son recibidos por la

Subcapa de control de enlace loacutegico (LLC) La informacioacuten antildeadida es necesaria para

realizar las siguientes tareas

Sincronizar la estacioacuten receptora con la sentildeal

Indicar el comienzo y el fin de la trama

Identificar las direcciones tanto de la estacioacuten emisora como la receptora

Detectar errores en la transmisioacuten

Ejemplo ENCAPSULADO DE DATOS EN EL MODELO DE REFERENCIA OSI

Lo que sigue es una descripcioacuten del proceso de encapsulado de datos en una pila de

protocolo en nuestro caso TCPIP

Las capas del modelo osi se comunican entre siacute utilizando las PDU (protocol data unit) que

especifican que informacioacuten debe agregarse como encabezado o final de los datos que

ingresan a la capa Analizamos el paso de los datos por las 4 uacuteltimas capas del modelo

( transporte red enlace de datos fiacutesica)

Cuando los datos bajan de la capa sesioacuten la PDU de la capa de transporte exige el

agregado del encabezado de protocolo TCP La capa siguiente agrega el encabezado IP Al

bajar a la capa de Enlace el encabezado que se agrega depende de la implementacioacuten de

Ethernet que se esteacute utilizando Si la implementacioacuten es ETHERNET II se agrega solamente

un encabezado MAC si la implementacioacuten es IEEE 8023 8022 se agregan 2

encabezados LLC de la subcapa superior (Logical Link Control) y MAC (Media Access

Control) de la subcapa inferior para luego pasar a la capa Fiacutesica convertido en sentildeales

eleacutectricas

DESENCAPSULADO

El desencapsulado es realizado por la estacioacuten receptora Cuando es recibida una trama la

estacioacuten receptora es responsable de realizar las siguientes tareas

Reconocer la direccioacuten de destino y determinar si coincide con su propia direccioacuten

Realizar la verificacioacuten de errores

Remover la informacioacuten de control que fue antildeadida por la funcioacuten de encapsulado

de datos en la estacioacuten emisora

ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO

La funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es realizada por la subcapa MAC

En la estacioacuten emisora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable de

determinar si el canal de comunicacioacuten se encuentra disponible Si el canal se encuentra

disponible puede iniciarse la transmisioacuten de datos

Adicionalote la funcioacuten de administracioacuten es responsable de determinar que accioacuten

deberaacute tomarse en caso de detectarse una colisioacuten y cuando intentaraacute retransmitir

En la estacioacuten receptora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable

de realizar las comprobaciones de validacioacuten en la trama antes de pasarla a la funcioacuten de

desencapsulado

CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS

La funcioacuten de codificacioacutendecodificacioacuten es realizada en la capa fiacutesica Esta funcioacuten es

responsable de obtener la forma eleacutectrica u oacuteptica de los datos que se van a transmitir en

el medio

La codificacioacuten de datos es realizada por la estacioacuten emisora Esta es responsable de

traducir los bits a sus correspondientes sentildeales eleacutectricas u oacutepticas para ser trasladadas a

traveacutes del medio Adicionalmente esta funcioacuten es responsable de escuchar el medio y

notificar al la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio si el medio se encuentra libre

ocupado o se ha detectado una colisioacuten

veremos algunas teacutecnicas para codificar datos en sentildeales digitales Recordemos que una

sentildeal digital es una secuencia de niveles de tensioacuten discretos cada uno de ellos es un

elemento de la sentildeal Las teacutecnicas de codificacioacuten convierten cada bit de datos 0 o 1 en

elementos de sentildeal buscando ciertas ventajas o caracteriacutestica de la misma

iquestQueacute es lo que buscamos cuando queremos transmitir Pues de normal que la velocidad

de transmisioacuten sea elevada y que el nuacutemero de errores pequentildeo Pero tambieacuten que el

medio que utilicemos sea barato Por desgracia todo a la vez es imposible canales con

mayor ancho de banda aumentaraacuten la velocidad de transmisioacuten y si estaacuten bien

apantallados podraacuten transmitir a grandes distancias sin apenas ruido iexclpero eso es muy

caro iquestDe queacute manera puede ayudar la forma de la sentildeal

(Un poco maacutes de

vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten

soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos

lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas

Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama

transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos

La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la

traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits

TRAMA DE TRANSMICION CSMACD

Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con

un indicador de sentildeal de comienzo de la trama

El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito

de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de

transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el

direccionamiento

El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten

Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas

El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos

emisor y receptor

El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos

El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits

10101011

Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener

una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y

destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada

El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten

dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es

conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de

multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es

conocida como direccioacuten de difusioacuten

La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten

El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a

continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los

casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)

El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud

variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes

4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)

Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red

Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits

transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un

nuacutemero negativo y una potencia de 10

Se calcula con la siguiente formula

BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS

Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por

ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3

actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER

se consigue tiacutepicamente en 10^ -12

VALORES DE BER TIPICOS

Ethernet 10BASE-5 lt10^-8

Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10

Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11

Fiber Channel SONETSDHlt10^-12

GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8

CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7

5 TOPOLOGIAS

Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los

diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos

especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden

interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental

que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los

diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La

topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el

nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc

Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea

1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y

cableado (los medios) en la red

2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del

medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y

transmisioacuten de tokens (Token Ring)

3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones

La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia

todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para

utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento

en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten

de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a

cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la

red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host

y el proceso se vuelve a repetir

Topologiacutea de la Red Ethernet

La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo

de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se

conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos

forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal

La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el

cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de

cableado

TOPOLOGIA EN BUS

La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo

segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la

combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta

estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y

no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo

de estaciones de la red se fija en 1024

Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media

pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es

completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la

red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet

pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que

transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros

10-BASE-5

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto

Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados

transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo

agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del

cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la

estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la

interfaz se comunica con la computadora

Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que

acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una

tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el

transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso

llevar un microprocesador para controlar las transferencias

Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores

BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC

conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces

utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es

maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es

de 185 metros

10-BASE-2

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador

Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca

un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el

conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los

extremos si este se conecta directamente a un repetidor

TOPOLOGIA EN ESTRELLA

El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que

cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese

segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en

estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a

un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una

para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El

cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado

El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la

expansioacuten de la red

CONECTOR RJ-45

Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de

ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los

pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En

algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo

se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador

sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs

utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red

10-BASE-T

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico

Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas

10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios

Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia

entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-

BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con

un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red

Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se

puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la

conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos

casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores

5 Trama de red

En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de

datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos

especialmente en el Nivel de enlace de datos

Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten

chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de

datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel

de red

Formato de la trama de Ethernet

Trama DIX

Ethernet

Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS

8 bytes 6 bytes6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes

2 oacute 4

bytes

Trama IEEE

8023

Preaacutembul

oSOF Destino Origen

Longitu

dDatos Relleno FCS

7 bytes1

byte6 bytes

6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes4 bytes

Preaacutembulo

Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y

estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo

es

10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010

Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester

representan una forma de onda perioacutedica

SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama

Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s

consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes

significativo del campo de direccioacuten MAC de destino

Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor

debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF

Direccioacuten de destino

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se

enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast

o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar

si debe aceptar el paquete

Direccioacuten de origen

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se

enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la

direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos

Tipo

Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el

paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos

interpreta este campo

Datos

Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de

valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este

campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de

niveles superiores

FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)

Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de

Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el

receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la

trama

Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama

- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica

- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y

realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un

byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios

- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de

datos para obtener una suma

7 componentes de Ethernet

Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio

Ethernet a mano maacutes apropiado

Hay cuatro tipos principales de medios en uso

Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5

Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en

determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)

Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04

pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)

relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta

su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o

grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero

permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias

Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2

Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar

Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas

(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en

empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a

interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso

Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)

sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero

requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino

tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se

utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos

Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T

Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla

adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes

frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco

mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo

del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su

costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con

plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin

embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias

electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado

con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps

Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-

repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las

aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o

10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las

situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una

preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes

cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica

La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de

longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que

de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre

Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que

seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se

puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten

Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la

flexibilidad de la tecnologiacutea

Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet

Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de

paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation

Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE

liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha

vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan

Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el

disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene

aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una

resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir

la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas

Figura 1

El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura

1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes

electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras

que se comunican en la red

La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un

dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un

transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del

cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre

un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada

en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro

del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se

corte y se inserte una lsquoTrsquo

Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un

transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio

del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador

anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta

madre) y se conecta con el transceptor

Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra

fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las

sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite

la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute

en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato

digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el

transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente

llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la

potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la

operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o

recibiendo

Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las

intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema

operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta

instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la

transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido

finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple

dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede

contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria

de la computadora y el cable ether)

En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de

una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e

instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura

2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante

Figura 2

Capacidad de las redes Ethernet

El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden

transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una

computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red

no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar

datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico

total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y

pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace

posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa

que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por

ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o

muchas computadoras que generan cargas ligeras

La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE

8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo

suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles

Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El

propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red

sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una

longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo

el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama

La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se

encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que

es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser

transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por

un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se

encuentran en el campo da datos

La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de

direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023

permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite

solo direcciones de 6 Bytes

El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE

8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet

Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de

los cables utilizados

10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet

10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet

10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una

velocidad de 10 Mbps

100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica

multimodo (la F es por Fiber)

100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)

1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad

de 1 gigabite por segundo

1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S

es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)

1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L

es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)

Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado

Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del

nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran

aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de

legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces

de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor

adaptacioacuten y transicioacuten

Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos

Velocidad de transmisioacuten

- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea

Tipo de cable

- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea

Longitud maacutexima

- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones

repetidoras)

Topologiacutea

- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados

con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o

switches (estrella conmutada)

A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes

importantes

Tecnologiacuteas Ethernet

Tecnologiacutea

Velocidad de

transmisioacuten Tipo de cable

Distancia

maacutexima Topologiacutea

10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)

10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m

Estrella (Hub o

Switch)

10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o

Switch)

100BaseT4 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 3UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseTX 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 5UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m

No permite el uso de

hubs

1000BaseT 1000Mbps

4 pares trenzado

(categoriacutea 5e oacute

6UTP ) 100 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseSX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(multimodo) 550 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseLX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(monomodo) 5000 m

Estrella Full Duplex

(switch)

10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los

estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad

nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet

El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y

WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en

una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023

Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten

8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN

PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se

puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103

Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas

Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c

10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre

cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo

del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica

multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)

10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand

4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un

router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance

10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre

240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra

mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm

10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra

mono-modo (usando 1310nm)

10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre

fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido

interfaces enchufables de hasta 80-km

10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625

microm

10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado

para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera

SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-

ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas

distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)

Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado

principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin

embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par

trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada

para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-

duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex

Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes

Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802

10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten

comercial

La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las

especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para

Ethernet de 100 Mbps

Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes

apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios

productos en el mercado

Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones

1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de

sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la

transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado

100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como

veremos a continuacioacuten)

Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue

utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que

puede seguir usando los mismos cables de par trenzado

2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por

otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)

y que se denominoacute 100BaseVG

Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea

3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable

consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda

3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten

denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito

4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente

sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet

utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es

lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)

VELOCIDAD

En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea

circulan a la velocidad de 10 Mbps

Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades

superiores tanto de 20 como de 100 Mbps

Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes

de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios

usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-

Windows

De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que

actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 18: Trabajo Ethernet

2 Problema del nodo expuesto la estacioacuten cree que el medio estaacute ocupado

cuando en realidad lo estaacute ocupando otro nodo que no interfeririacutea en su

transmisioacuten a otro destino

Para resolver estos problemas la IEEE 80211 propone MACA (MultiAccess Collision

Avoidance ndash Evitacioacuten de Colisioacuten por Acceso Muacuteltiple)

CSMA CD Meacutetodo de acceso capacidades funcionales

El siguiente resumen muestra una referencia raacutepida de las

capacidades funcionales de CSMA CD sublayer MAC

En el marco de la transmisioacuten

aceptar los datos de la LLC sublayer y construir un marco

Presentar una serie de bits de datos a la capa fiacutesica para la

transmisioacuten en el medio

En el marco de la recepcioacuten

recibir una serie de bits de datos a partir de la capa fiacutesica

presentar a la LLC (enlace logico de control)sublayer marcos

aplazar el enviacuteo de un flujo de bits de serie cada vez que el

soporte fiacutesico estaacute ocupado

FCS adecuado antildeadir valor a los marcos de salida y verificar la

alineacioacuten completa octeto frontera

controles de los marcos de errores de transmisioacuten por medio

de FCS y verifica la alineacioacuten octeto frontera

retrasar la transmisioacuten de bits de marco para el intervalo

entre periacuteodo especificado

detener la transmisioacuten cuando se detecte colisioacuten

se garantiza la propagacioacuten en toda la red mediante el enviacuteo

de mensaje de atasco

descartar la transmisioacuten que se recibieron menos de una

longitud miacutenima

TRAMA DE TRANSMICION CSMACD

Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con

un indicador de sentildeal de comienzo de la trama

El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito

de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de

transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el

direccionamiento

El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten

Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas

El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos

emisor y receptor

El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos

Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener

una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y

destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada

El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten

dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es

conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de

multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es

Conocida como direccioacuten de difusioacuten

La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten

El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a

continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los

casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)

El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud

variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes

Un campo pad o campo de relleno es usado para asegurar que la trama alcance la

longitud miacutenima requerida Una trama debe contener miacutenimo un nuacutemero de bytes

para que las estaciones puedan detectar las colisiones con precisioacuten

Una secuencia de chequeo de trama es utilizada como mecanismo de control de

errores

Cuando el dispositivo emisor ensambla la trama realiza un caacutelculo en los bits de la

trama El algoritmo usado para realizar este caacutelculo siempre genera como salida un

valor de 4 bytes El dispositivo emisor almacena este valor en el campo de chequeo

de secuencia de la trama

Cuando el receptor recibe la trama realiza el mismo caacutelculo y compara el resultado

con el del campo de chequeo de secuencia de la trama Si los dos valores

coinciden la transmisioacuten se asume como correcta Si los dos valores son

diferentes el dispositivo de destino solicita una retransmisioacuten de la trama

ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS

La funcioacuten de encapsulacioacuten y desencapsulacioacuten de datos es llevada a cabo por la subcapa

MAC Este proceso es responsable de las funciones de direccionamiento y del chequeo de

errores

ENCAPSULADO

El encapsulado es realizado por la estacioacuten emisora El encapsulado es el acto de agregar

informacioacuten direcciones y bytes para el control de errores al comienzo y al final de la

unidad de datos transmitidos Esto es realizado luego que los datos son recibidos por la

Subcapa de control de enlace loacutegico (LLC) La informacioacuten antildeadida es necesaria para

realizar las siguientes tareas

Sincronizar la estacioacuten receptora con la sentildeal

Indicar el comienzo y el fin de la trama

Identificar las direcciones tanto de la estacioacuten emisora como la receptora

Detectar errores en la transmisioacuten

Ejemplo ENCAPSULADO DE DATOS EN EL MODELO DE REFERENCIA OSI

Lo que sigue es una descripcioacuten del proceso de encapsulado de datos en una pila de

protocolo en nuestro caso TCPIP

Las capas del modelo osi se comunican entre siacute utilizando las PDU (protocol data unit) que

especifican que informacioacuten debe agregarse como encabezado o final de los datos que

ingresan a la capa Analizamos el paso de los datos por las 4 uacuteltimas capas del modelo

( transporte red enlace de datos fiacutesica)

Cuando los datos bajan de la capa sesioacuten la PDU de la capa de transporte exige el

agregado del encabezado de protocolo TCP La capa siguiente agrega el encabezado IP Al

bajar a la capa de Enlace el encabezado que se agrega depende de la implementacioacuten de

Ethernet que se esteacute utilizando Si la implementacioacuten es ETHERNET II se agrega solamente

un encabezado MAC si la implementacioacuten es IEEE 8023 8022 se agregan 2

encabezados LLC de la subcapa superior (Logical Link Control) y MAC (Media Access

Control) de la subcapa inferior para luego pasar a la capa Fiacutesica convertido en sentildeales

eleacutectricas

DESENCAPSULADO

El desencapsulado es realizado por la estacioacuten receptora Cuando es recibida una trama la

estacioacuten receptora es responsable de realizar las siguientes tareas

Reconocer la direccioacuten de destino y determinar si coincide con su propia direccioacuten

Realizar la verificacioacuten de errores

Remover la informacioacuten de control que fue antildeadida por la funcioacuten de encapsulado

de datos en la estacioacuten emisora

ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO

La funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es realizada por la subcapa MAC

En la estacioacuten emisora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable de

determinar si el canal de comunicacioacuten se encuentra disponible Si el canal se encuentra

disponible puede iniciarse la transmisioacuten de datos

Adicionalote la funcioacuten de administracioacuten es responsable de determinar que accioacuten

deberaacute tomarse en caso de detectarse una colisioacuten y cuando intentaraacute retransmitir

En la estacioacuten receptora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable

de realizar las comprobaciones de validacioacuten en la trama antes de pasarla a la funcioacuten de

desencapsulado

CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS

La funcioacuten de codificacioacutendecodificacioacuten es realizada en la capa fiacutesica Esta funcioacuten es

responsable de obtener la forma eleacutectrica u oacuteptica de los datos que se van a transmitir en

el medio

La codificacioacuten de datos es realizada por la estacioacuten emisora Esta es responsable de

traducir los bits a sus correspondientes sentildeales eleacutectricas u oacutepticas para ser trasladadas a

traveacutes del medio Adicionalmente esta funcioacuten es responsable de escuchar el medio y

notificar al la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio si el medio se encuentra libre

ocupado o se ha detectado una colisioacuten

veremos algunas teacutecnicas para codificar datos en sentildeales digitales Recordemos que una

sentildeal digital es una secuencia de niveles de tensioacuten discretos cada uno de ellos es un

elemento de la sentildeal Las teacutecnicas de codificacioacuten convierten cada bit de datos 0 o 1 en

elementos de sentildeal buscando ciertas ventajas o caracteriacutestica de la misma

iquestQueacute es lo que buscamos cuando queremos transmitir Pues de normal que la velocidad

de transmisioacuten sea elevada y que el nuacutemero de errores pequentildeo Pero tambieacuten que el

medio que utilicemos sea barato Por desgracia todo a la vez es imposible canales con

mayor ancho de banda aumentaraacuten la velocidad de transmisioacuten y si estaacuten bien

apantallados podraacuten transmitir a grandes distancias sin apenas ruido iexclpero eso es muy

caro iquestDe queacute manera puede ayudar la forma de la sentildeal

(Un poco maacutes de

vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten

soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos

lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas

Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama

transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos

La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la

traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits

TRAMA DE TRANSMICION CSMACD

Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con

un indicador de sentildeal de comienzo de la trama

El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito

de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de

transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el

direccionamiento

El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten

Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas

El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos

emisor y receptor

El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos

El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits

10101011

Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener

una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y

destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada

El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten

dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es

conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de

multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es

conocida como direccioacuten de difusioacuten

La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten

El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a

continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los

casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)

El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud

variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes

4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)

Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red

Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits

transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un

nuacutemero negativo y una potencia de 10

Se calcula con la siguiente formula

BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS

Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por

ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3

actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER

se consigue tiacutepicamente en 10^ -12

VALORES DE BER TIPICOS

Ethernet 10BASE-5 lt10^-8

Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10

Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11

Fiber Channel SONETSDHlt10^-12

GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8

CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7

5 TOPOLOGIAS

Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los

diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos

especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden

interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental

que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los

diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La

topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el

nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc

Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea

1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y

cableado (los medios) en la red

2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del

medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y

transmisioacuten de tokens (Token Ring)

3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones

La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia

todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para

utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento

en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten

de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a

cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la

red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host

y el proceso se vuelve a repetir

Topologiacutea de la Red Ethernet

La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo

de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se

conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos

forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal

La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el

cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de

cableado

TOPOLOGIA EN BUS

La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo

segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la

combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta

estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y

no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo

de estaciones de la red se fija en 1024

Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media

pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es

completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la

red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet

pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que

transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros

10-BASE-5

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto

Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados

transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo

agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del

cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la

estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la

interfaz se comunica con la computadora

Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que

acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una

tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el

transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso

llevar un microprocesador para controlar las transferencias

Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores

BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC

conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces

utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es

maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es

de 185 metros

10-BASE-2

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador

Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca

un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el

conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los

extremos si este se conecta directamente a un repetidor

TOPOLOGIA EN ESTRELLA

El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que

cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese

segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en

estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a

un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una

para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El

cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado

El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la

expansioacuten de la red

CONECTOR RJ-45

Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de

ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los

pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En

algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo

se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador

sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs

utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red

10-BASE-T

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico

Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas

10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios

Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia

entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-

BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con

un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red

Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se

puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la

conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos

casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores

5 Trama de red

En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de

datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos

especialmente en el Nivel de enlace de datos

Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten

chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de

datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel

de red

Formato de la trama de Ethernet

Trama DIX

Ethernet

Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS

8 bytes 6 bytes6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes

2 oacute 4

bytes

Trama IEEE

8023

Preaacutembul

oSOF Destino Origen

Longitu

dDatos Relleno FCS

7 bytes1

byte6 bytes

6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes4 bytes

Preaacutembulo

Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y

estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo

es

10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010

Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester

representan una forma de onda perioacutedica

SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama

Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s

consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes

significativo del campo de direccioacuten MAC de destino

Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor

debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF

Direccioacuten de destino

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se

enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast

o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar

si debe aceptar el paquete

Direccioacuten de origen

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se

enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la

direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos

Tipo

Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el

paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos

interpreta este campo

Datos

Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de

valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este

campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de

niveles superiores

FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)

Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de

Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el

receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la

trama

Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama

- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica

- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y

realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un

byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios

- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de

datos para obtener una suma

7 componentes de Ethernet

Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio

Ethernet a mano maacutes apropiado

Hay cuatro tipos principales de medios en uso

Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5

Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en

determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)

Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04

pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)

relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta

su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o

grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero

permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias

Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2

Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar

Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas

(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en

empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a

interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso

Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)

sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero

requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino

tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se

utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos

Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T

Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla

adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes

frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco

mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo

del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su

costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con

plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin

embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias

electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado

con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps

Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-

repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las

aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o

10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las

situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una

preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes

cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica

La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de

longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que

de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre

Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que

seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se

puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten

Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la

flexibilidad de la tecnologiacutea

Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet

Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de

paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation

Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE

liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha

vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan

Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el

disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene

aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una

resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir

la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas

Figura 1

El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura

1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes

electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras

que se comunican en la red

La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un

dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un

transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del

cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre

un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada

en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro

del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se

corte y se inserte una lsquoTrsquo

Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un

transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio

del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador

anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta

madre) y se conecta con el transceptor

Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra

fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las

sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite

la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute

en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato

digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el

transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente

llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la

potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la

operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o

recibiendo

Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las

intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema

operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta

instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la

transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido

finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple

dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede

contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria

de la computadora y el cable ether)

En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de

una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e

instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura

2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante

Figura 2

Capacidad de las redes Ethernet

El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden

transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una

computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red

no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar

datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico

total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y

pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace

posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa

que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por

ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o

muchas computadoras que generan cargas ligeras

La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE

8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo

suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles

Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El

propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red

sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una

longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo

el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama

La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se

encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que

es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser

transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por

un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se

encuentran en el campo da datos

La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de

direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023

permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite

solo direcciones de 6 Bytes

El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE

8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet

Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de

los cables utilizados

10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet

10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet

10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una

velocidad de 10 Mbps

100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica

multimodo (la F es por Fiber)

100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)

1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad

de 1 gigabite por segundo

1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S

es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)

1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L

es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)

Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado

Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del

nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran

aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de

legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces

de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor

adaptacioacuten y transicioacuten

Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos

Velocidad de transmisioacuten

- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea

Tipo de cable

- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea

Longitud maacutexima

- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones

repetidoras)

Topologiacutea

- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados

con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o

switches (estrella conmutada)

A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes

importantes

Tecnologiacuteas Ethernet

Tecnologiacutea

Velocidad de

transmisioacuten Tipo de cable

Distancia

maacutexima Topologiacutea

10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)

10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m

Estrella (Hub o

Switch)

10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o

Switch)

100BaseT4 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 3UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseTX 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 5UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m

No permite el uso de

hubs

1000BaseT 1000Mbps

4 pares trenzado

(categoriacutea 5e oacute

6UTP ) 100 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseSX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(multimodo) 550 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseLX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(monomodo) 5000 m

Estrella Full Duplex

(switch)

10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los

estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad

nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet

El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y

WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en

una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023

Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten

8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN

PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se

puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103

Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas

Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c

10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre

cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo

del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica

multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)

10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand

4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un

router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance

10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre

240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra

mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm

10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra

mono-modo (usando 1310nm)

10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre

fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido

interfaces enchufables de hasta 80-km

10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625

microm

10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado

para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera

SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-

ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas

distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)

Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado

principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin

embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par

trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada

para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-

duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex

Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes

Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802

10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten

comercial

La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las

especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para

Ethernet de 100 Mbps

Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes

apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios

productos en el mercado

Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones

1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de

sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la

transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado

100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como

veremos a continuacioacuten)

Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue

utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que

puede seguir usando los mismos cables de par trenzado

2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por

otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)

y que se denominoacute 100BaseVG

Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea

3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable

consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda

3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten

denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito

4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente

sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet

utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es

lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)

VELOCIDAD

En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea

circulan a la velocidad de 10 Mbps

Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades

superiores tanto de 20 como de 100 Mbps

Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes

de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios

usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-

Windows

De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que

actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 19: Trabajo Ethernet

se garantiza la propagacioacuten en toda la red mediante el enviacuteo

de mensaje de atasco

descartar la transmisioacuten que se recibieron menos de una

longitud miacutenima

TRAMA DE TRANSMICION CSMACD

Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con

un indicador de sentildeal de comienzo de la trama

El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito

de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de

transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el

direccionamiento

El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten

Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas

El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos

emisor y receptor

El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos

Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener

una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y

destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada

El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten

dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es

conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de

multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es

Conocida como direccioacuten de difusioacuten

La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten

El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a

continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los

casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)

El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud

variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes

Un campo pad o campo de relleno es usado para asegurar que la trama alcance la

longitud miacutenima requerida Una trama debe contener miacutenimo un nuacutemero de bytes

para que las estaciones puedan detectar las colisiones con precisioacuten

Una secuencia de chequeo de trama es utilizada como mecanismo de control de

errores

Cuando el dispositivo emisor ensambla la trama realiza un caacutelculo en los bits de la

trama El algoritmo usado para realizar este caacutelculo siempre genera como salida un

valor de 4 bytes El dispositivo emisor almacena este valor en el campo de chequeo

de secuencia de la trama

Cuando el receptor recibe la trama realiza el mismo caacutelculo y compara el resultado

con el del campo de chequeo de secuencia de la trama Si los dos valores

coinciden la transmisioacuten se asume como correcta Si los dos valores son

diferentes el dispositivo de destino solicita una retransmisioacuten de la trama

ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS

La funcioacuten de encapsulacioacuten y desencapsulacioacuten de datos es llevada a cabo por la subcapa

MAC Este proceso es responsable de las funciones de direccionamiento y del chequeo de

errores

ENCAPSULADO

El encapsulado es realizado por la estacioacuten emisora El encapsulado es el acto de agregar

informacioacuten direcciones y bytes para el control de errores al comienzo y al final de la

unidad de datos transmitidos Esto es realizado luego que los datos son recibidos por la

Subcapa de control de enlace loacutegico (LLC) La informacioacuten antildeadida es necesaria para

realizar las siguientes tareas

Sincronizar la estacioacuten receptora con la sentildeal

Indicar el comienzo y el fin de la trama

Identificar las direcciones tanto de la estacioacuten emisora como la receptora

Detectar errores en la transmisioacuten

Ejemplo ENCAPSULADO DE DATOS EN EL MODELO DE REFERENCIA OSI

Lo que sigue es una descripcioacuten del proceso de encapsulado de datos en una pila de

protocolo en nuestro caso TCPIP

Las capas del modelo osi se comunican entre siacute utilizando las PDU (protocol data unit) que

especifican que informacioacuten debe agregarse como encabezado o final de los datos que

ingresan a la capa Analizamos el paso de los datos por las 4 uacuteltimas capas del modelo

( transporte red enlace de datos fiacutesica)

Cuando los datos bajan de la capa sesioacuten la PDU de la capa de transporte exige el

agregado del encabezado de protocolo TCP La capa siguiente agrega el encabezado IP Al

bajar a la capa de Enlace el encabezado que se agrega depende de la implementacioacuten de

Ethernet que se esteacute utilizando Si la implementacioacuten es ETHERNET II se agrega solamente

un encabezado MAC si la implementacioacuten es IEEE 8023 8022 se agregan 2

encabezados LLC de la subcapa superior (Logical Link Control) y MAC (Media Access

Control) de la subcapa inferior para luego pasar a la capa Fiacutesica convertido en sentildeales

eleacutectricas

DESENCAPSULADO

El desencapsulado es realizado por la estacioacuten receptora Cuando es recibida una trama la

estacioacuten receptora es responsable de realizar las siguientes tareas

Reconocer la direccioacuten de destino y determinar si coincide con su propia direccioacuten

Realizar la verificacioacuten de errores

Remover la informacioacuten de control que fue antildeadida por la funcioacuten de encapsulado

de datos en la estacioacuten emisora

ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO

La funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es realizada por la subcapa MAC

En la estacioacuten emisora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable de

determinar si el canal de comunicacioacuten se encuentra disponible Si el canal se encuentra

disponible puede iniciarse la transmisioacuten de datos

Adicionalote la funcioacuten de administracioacuten es responsable de determinar que accioacuten

deberaacute tomarse en caso de detectarse una colisioacuten y cuando intentaraacute retransmitir

En la estacioacuten receptora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable

de realizar las comprobaciones de validacioacuten en la trama antes de pasarla a la funcioacuten de

desencapsulado

CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS

La funcioacuten de codificacioacutendecodificacioacuten es realizada en la capa fiacutesica Esta funcioacuten es

responsable de obtener la forma eleacutectrica u oacuteptica de los datos que se van a transmitir en

el medio

La codificacioacuten de datos es realizada por la estacioacuten emisora Esta es responsable de

traducir los bits a sus correspondientes sentildeales eleacutectricas u oacutepticas para ser trasladadas a

traveacutes del medio Adicionalmente esta funcioacuten es responsable de escuchar el medio y

notificar al la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio si el medio se encuentra libre

ocupado o se ha detectado una colisioacuten

veremos algunas teacutecnicas para codificar datos en sentildeales digitales Recordemos que una

sentildeal digital es una secuencia de niveles de tensioacuten discretos cada uno de ellos es un

elemento de la sentildeal Las teacutecnicas de codificacioacuten convierten cada bit de datos 0 o 1 en

elementos de sentildeal buscando ciertas ventajas o caracteriacutestica de la misma

iquestQueacute es lo que buscamos cuando queremos transmitir Pues de normal que la velocidad

de transmisioacuten sea elevada y que el nuacutemero de errores pequentildeo Pero tambieacuten que el

medio que utilicemos sea barato Por desgracia todo a la vez es imposible canales con

mayor ancho de banda aumentaraacuten la velocidad de transmisioacuten y si estaacuten bien

apantallados podraacuten transmitir a grandes distancias sin apenas ruido iexclpero eso es muy

caro iquestDe queacute manera puede ayudar la forma de la sentildeal

(Un poco maacutes de

vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten

soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos

lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas

Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama

transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos

La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la

traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits

TRAMA DE TRANSMICION CSMACD

Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con

un indicador de sentildeal de comienzo de la trama

El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito

de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de

transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el

direccionamiento

El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten

Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas

El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos

emisor y receptor

El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos

El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits

10101011

Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener

una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y

destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada

El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten

dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es

conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de

multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es

conocida como direccioacuten de difusioacuten

La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten

El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a

continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los

casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)

El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud

variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes

4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)

Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red

Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits

transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un

nuacutemero negativo y una potencia de 10

Se calcula con la siguiente formula

BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS

Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por

ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3

actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER

se consigue tiacutepicamente en 10^ -12

VALORES DE BER TIPICOS

Ethernet 10BASE-5 lt10^-8

Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10

Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11

Fiber Channel SONETSDHlt10^-12

GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8

CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7

5 TOPOLOGIAS

Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los

diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos

especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden

interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental

que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los

diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La

topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el

nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc

Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea

1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y

cableado (los medios) en la red

2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del

medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y

transmisioacuten de tokens (Token Ring)

3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones

La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia

todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para

utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento

en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten

de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a

cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la

red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host

y el proceso se vuelve a repetir

Topologiacutea de la Red Ethernet

La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo

de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se

conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos

forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal

La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el

cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de

cableado

TOPOLOGIA EN BUS

La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo

segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la

combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta

estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y

no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo

de estaciones de la red se fija en 1024

Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media

pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es

completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la

red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet

pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que

transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros

10-BASE-5

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto

Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados

transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo

agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del

cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la

estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la

interfaz se comunica con la computadora

Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que

acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una

tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el

transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso

llevar un microprocesador para controlar las transferencias

Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores

BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC

conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces

utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es

maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es

de 185 metros

10-BASE-2

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador

Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca

un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el

conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los

extremos si este se conecta directamente a un repetidor

TOPOLOGIA EN ESTRELLA

El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que

cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese

segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en

estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a

un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una

para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El

cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado

El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la

expansioacuten de la red

CONECTOR RJ-45

Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de

ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los

pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En

algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo

se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador

sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs

utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red

10-BASE-T

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico

Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas

10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios

Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia

entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-

BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con

un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red

Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se

puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la

conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos

casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores

5 Trama de red

En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de

datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos

especialmente en el Nivel de enlace de datos

Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten

chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de

datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel

de red

Formato de la trama de Ethernet

Trama DIX

Ethernet

Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS

8 bytes 6 bytes6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes

2 oacute 4

bytes

Trama IEEE

8023

Preaacutembul

oSOF Destino Origen

Longitu

dDatos Relleno FCS

7 bytes1

byte6 bytes

6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes4 bytes

Preaacutembulo

Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y

estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo

es

10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010

Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester

representan una forma de onda perioacutedica

SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama

Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s

consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes

significativo del campo de direccioacuten MAC de destino

Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor

debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF

Direccioacuten de destino

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se

enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast

o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar

si debe aceptar el paquete

Direccioacuten de origen

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se

enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la

direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos

Tipo

Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el

paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos

interpreta este campo

Datos

Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de

valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este

campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de

niveles superiores

FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)

Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de

Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el

receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la

trama

Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama

- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica

- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y

realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un

byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios

- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de

datos para obtener una suma

7 componentes de Ethernet

Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio

Ethernet a mano maacutes apropiado

Hay cuatro tipos principales de medios en uso

Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5

Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en

determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)

Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04

pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)

relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta

su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o

grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero

permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias

Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2

Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar

Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas

(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en

empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a

interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso

Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)

sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero

requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino

tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se

utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos

Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T

Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla

adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes

frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco

mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo

del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su

costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con

plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin

embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias

electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado

con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps

Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-

repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las

aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o

10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las

situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una

preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes

cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica

La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de

longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que

de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre

Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que

seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se

puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten

Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la

flexibilidad de la tecnologiacutea

Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet

Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de

paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation

Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE

liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha

vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan

Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el

disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene

aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una

resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir

la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas

Figura 1

El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura

1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes

electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras

que se comunican en la red

La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un

dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un

transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del

cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre

un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada

en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro

del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se

corte y se inserte una lsquoTrsquo

Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un

transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio

del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador

anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta

madre) y se conecta con el transceptor

Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra

fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las

sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite

la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute

en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato

digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el

transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente

llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la

potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la

operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o

recibiendo

Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las

intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema

operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta

instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la

transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido

finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple

dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede

contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria

de la computadora y el cable ether)

En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de

una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e

instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura

2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante

Figura 2

Capacidad de las redes Ethernet

El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden

transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una

computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red

no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar

datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico

total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y

pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace

posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa

que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por

ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o

muchas computadoras que generan cargas ligeras

La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE

8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo

suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles

Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El

propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red

sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una

longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo

el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama

La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se

encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que

es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser

transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por

un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se

encuentran en el campo da datos

La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de

direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023

permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite

solo direcciones de 6 Bytes

El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE

8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet

Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de

los cables utilizados

10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet

10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet

10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una

velocidad de 10 Mbps

100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica

multimodo (la F es por Fiber)

100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)

1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad

de 1 gigabite por segundo

1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S

es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)

1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L

es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)

Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado

Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del

nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran

aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de

legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces

de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor

adaptacioacuten y transicioacuten

Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos

Velocidad de transmisioacuten

- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea

Tipo de cable

- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea

Longitud maacutexima

- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones

repetidoras)

Topologiacutea

- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados

con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o

switches (estrella conmutada)

A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes

importantes

Tecnologiacuteas Ethernet

Tecnologiacutea

Velocidad de

transmisioacuten Tipo de cable

Distancia

maacutexima Topologiacutea

10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)

10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m

Estrella (Hub o

Switch)

10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o

Switch)

100BaseT4 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 3UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseTX 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 5UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m

No permite el uso de

hubs

1000BaseT 1000Mbps

4 pares trenzado

(categoriacutea 5e oacute

6UTP ) 100 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseSX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(multimodo) 550 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseLX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(monomodo) 5000 m

Estrella Full Duplex

(switch)

10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los

estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad

nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet

El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y

WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en

una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023

Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten

8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN

PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se

puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103

Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas

Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c

10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre

cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo

del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica

multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)

10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand

4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un

router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance

10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre

240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra

mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm

10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra

mono-modo (usando 1310nm)

10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre

fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido

interfaces enchufables de hasta 80-km

10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625

microm

10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado

para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera

SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-

ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas

distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)

Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado

principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin

embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par

trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada

para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-

duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex

Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes

Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802

10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten

comercial

La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las

especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para

Ethernet de 100 Mbps

Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes

apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios

productos en el mercado

Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones

1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de

sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la

transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado

100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como

veremos a continuacioacuten)

Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue

utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que

puede seguir usando los mismos cables de par trenzado

2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por

otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)

y que se denominoacute 100BaseVG

Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea

3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable

consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda

3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten

denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito

4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente

sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet

utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es

lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)

VELOCIDAD

En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea

circulan a la velocidad de 10 Mbps

Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades

superiores tanto de 20 como de 100 Mbps

Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes

de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios

usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-

Windows

De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que

actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 20: Trabajo Ethernet

El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos

Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener

una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y

destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada

El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten

dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es

conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de

multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es

Conocida como direccioacuten de difusioacuten

La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten

El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a

continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los

casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)

El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud

variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes

Un campo pad o campo de relleno es usado para asegurar que la trama alcance la

longitud miacutenima requerida Una trama debe contener miacutenimo un nuacutemero de bytes

para que las estaciones puedan detectar las colisiones con precisioacuten

Una secuencia de chequeo de trama es utilizada como mecanismo de control de

errores

Cuando el dispositivo emisor ensambla la trama realiza un caacutelculo en los bits de la

trama El algoritmo usado para realizar este caacutelculo siempre genera como salida un

valor de 4 bytes El dispositivo emisor almacena este valor en el campo de chequeo

de secuencia de la trama

Cuando el receptor recibe la trama realiza el mismo caacutelculo y compara el resultado

con el del campo de chequeo de secuencia de la trama Si los dos valores

coinciden la transmisioacuten se asume como correcta Si los dos valores son

diferentes el dispositivo de destino solicita una retransmisioacuten de la trama

ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS

La funcioacuten de encapsulacioacuten y desencapsulacioacuten de datos es llevada a cabo por la subcapa

MAC Este proceso es responsable de las funciones de direccionamiento y del chequeo de

errores

ENCAPSULADO

El encapsulado es realizado por la estacioacuten emisora El encapsulado es el acto de agregar

informacioacuten direcciones y bytes para el control de errores al comienzo y al final de la

unidad de datos transmitidos Esto es realizado luego que los datos son recibidos por la

Subcapa de control de enlace loacutegico (LLC) La informacioacuten antildeadida es necesaria para

realizar las siguientes tareas

Sincronizar la estacioacuten receptora con la sentildeal

Indicar el comienzo y el fin de la trama

Identificar las direcciones tanto de la estacioacuten emisora como la receptora

Detectar errores en la transmisioacuten

Ejemplo ENCAPSULADO DE DATOS EN EL MODELO DE REFERENCIA OSI

Lo que sigue es una descripcioacuten del proceso de encapsulado de datos en una pila de

protocolo en nuestro caso TCPIP

Las capas del modelo osi se comunican entre siacute utilizando las PDU (protocol data unit) que

especifican que informacioacuten debe agregarse como encabezado o final de los datos que

ingresan a la capa Analizamos el paso de los datos por las 4 uacuteltimas capas del modelo

( transporte red enlace de datos fiacutesica)

Cuando los datos bajan de la capa sesioacuten la PDU de la capa de transporte exige el

agregado del encabezado de protocolo TCP La capa siguiente agrega el encabezado IP Al

bajar a la capa de Enlace el encabezado que se agrega depende de la implementacioacuten de

Ethernet que se esteacute utilizando Si la implementacioacuten es ETHERNET II se agrega solamente

un encabezado MAC si la implementacioacuten es IEEE 8023 8022 se agregan 2

encabezados LLC de la subcapa superior (Logical Link Control) y MAC (Media Access

Control) de la subcapa inferior para luego pasar a la capa Fiacutesica convertido en sentildeales

eleacutectricas

DESENCAPSULADO

El desencapsulado es realizado por la estacioacuten receptora Cuando es recibida una trama la

estacioacuten receptora es responsable de realizar las siguientes tareas

Reconocer la direccioacuten de destino y determinar si coincide con su propia direccioacuten

Realizar la verificacioacuten de errores

Remover la informacioacuten de control que fue antildeadida por la funcioacuten de encapsulado

de datos en la estacioacuten emisora

ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO

La funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es realizada por la subcapa MAC

En la estacioacuten emisora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable de

determinar si el canal de comunicacioacuten se encuentra disponible Si el canal se encuentra

disponible puede iniciarse la transmisioacuten de datos

Adicionalote la funcioacuten de administracioacuten es responsable de determinar que accioacuten

deberaacute tomarse en caso de detectarse una colisioacuten y cuando intentaraacute retransmitir

En la estacioacuten receptora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable

de realizar las comprobaciones de validacioacuten en la trama antes de pasarla a la funcioacuten de

desencapsulado

CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS

La funcioacuten de codificacioacutendecodificacioacuten es realizada en la capa fiacutesica Esta funcioacuten es

responsable de obtener la forma eleacutectrica u oacuteptica de los datos que se van a transmitir en

el medio

La codificacioacuten de datos es realizada por la estacioacuten emisora Esta es responsable de

traducir los bits a sus correspondientes sentildeales eleacutectricas u oacutepticas para ser trasladadas a

traveacutes del medio Adicionalmente esta funcioacuten es responsable de escuchar el medio y

notificar al la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio si el medio se encuentra libre

ocupado o se ha detectado una colisioacuten

veremos algunas teacutecnicas para codificar datos en sentildeales digitales Recordemos que una

sentildeal digital es una secuencia de niveles de tensioacuten discretos cada uno de ellos es un

elemento de la sentildeal Las teacutecnicas de codificacioacuten convierten cada bit de datos 0 o 1 en

elementos de sentildeal buscando ciertas ventajas o caracteriacutestica de la misma

iquestQueacute es lo que buscamos cuando queremos transmitir Pues de normal que la velocidad

de transmisioacuten sea elevada y que el nuacutemero de errores pequentildeo Pero tambieacuten que el

medio que utilicemos sea barato Por desgracia todo a la vez es imposible canales con

mayor ancho de banda aumentaraacuten la velocidad de transmisioacuten y si estaacuten bien

apantallados podraacuten transmitir a grandes distancias sin apenas ruido iexclpero eso es muy

caro iquestDe queacute manera puede ayudar la forma de la sentildeal

(Un poco maacutes de

vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten

soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos

lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas

Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama

transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos

La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la

traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits

TRAMA DE TRANSMICION CSMACD

Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con

un indicador de sentildeal de comienzo de la trama

El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito

de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de

transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el

direccionamiento

El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten

Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas

El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos

emisor y receptor

El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos

El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits

10101011

Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener

una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y

destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada

El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten

dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es

conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de

multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es

conocida como direccioacuten de difusioacuten

La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten

El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a

continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los

casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)

El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud

variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes

4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)

Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red

Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits

transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un

nuacutemero negativo y una potencia de 10

Se calcula con la siguiente formula

BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS

Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por

ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3

actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER

se consigue tiacutepicamente en 10^ -12

VALORES DE BER TIPICOS

Ethernet 10BASE-5 lt10^-8

Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10

Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11

Fiber Channel SONETSDHlt10^-12

GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8

CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7

5 TOPOLOGIAS

Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los

diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos

especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden

interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental

que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los

diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La

topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el

nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc

Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea

1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y

cableado (los medios) en la red

2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del

medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y

transmisioacuten de tokens (Token Ring)

3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones

La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia

todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para

utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento

en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten

de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a

cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la

red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host

y el proceso se vuelve a repetir

Topologiacutea de la Red Ethernet

La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo

de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se

conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos

forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal

La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el

cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de

cableado

TOPOLOGIA EN BUS

La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo

segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la

combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta

estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y

no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo

de estaciones de la red se fija en 1024

Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media

pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es

completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la

red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet

pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que

transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros

10-BASE-5

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto

Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados

transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo

agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del

cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la

estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la

interfaz se comunica con la computadora

Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que

acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una

tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el

transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso

llevar un microprocesador para controlar las transferencias

Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores

BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC

conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces

utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es

maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es

de 185 metros

10-BASE-2

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador

Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca

un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el

conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los

extremos si este se conecta directamente a un repetidor

TOPOLOGIA EN ESTRELLA

El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que

cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese

segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en

estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a

un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una

para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El

cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado

El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la

expansioacuten de la red

CONECTOR RJ-45

Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de

ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los

pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En

algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo

se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador

sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs

utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red

10-BASE-T

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico

Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas

10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios

Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia

entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-

BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con

un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red

Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se

puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la

conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos

casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores

5 Trama de red

En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de

datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos

especialmente en el Nivel de enlace de datos

Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten

chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de

datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel

de red

Formato de la trama de Ethernet

Trama DIX

Ethernet

Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS

8 bytes 6 bytes6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes

2 oacute 4

bytes

Trama IEEE

8023

Preaacutembul

oSOF Destino Origen

Longitu

dDatos Relleno FCS

7 bytes1

byte6 bytes

6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes4 bytes

Preaacutembulo

Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y

estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo

es

10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010

Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester

representan una forma de onda perioacutedica

SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama

Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s

consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes

significativo del campo de direccioacuten MAC de destino

Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor

debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF

Direccioacuten de destino

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se

enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast

o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar

si debe aceptar el paquete

Direccioacuten de origen

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se

enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la

direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos

Tipo

Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el

paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos

interpreta este campo

Datos

Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de

valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este

campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de

niveles superiores

FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)

Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de

Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el

receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la

trama

Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama

- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica

- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y

realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un

byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios

- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de

datos para obtener una suma

7 componentes de Ethernet

Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio

Ethernet a mano maacutes apropiado

Hay cuatro tipos principales de medios en uso

Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5

Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en

determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)

Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04

pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)

relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta

su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o

grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero

permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias

Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2

Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar

Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas

(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en

empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a

interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso

Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)

sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero

requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino

tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se

utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos

Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T

Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla

adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes

frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco

mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo

del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su

costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con

plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin

embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias

electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado

con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps

Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-

repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las

aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o

10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las

situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una

preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes

cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica

La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de

longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que

de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre

Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que

seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se

puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten

Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la

flexibilidad de la tecnologiacutea

Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet

Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de

paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation

Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE

liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha

vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan

Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el

disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene

aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una

resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir

la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas

Figura 1

El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura

1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes

electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras

que se comunican en la red

La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un

dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un

transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del

cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre

un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada

en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro

del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se

corte y se inserte una lsquoTrsquo

Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un

transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio

del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador

anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta

madre) y se conecta con el transceptor

Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra

fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las

sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite

la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute

en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato

digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el

transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente

llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la

potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la

operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o

recibiendo

Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las

intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema

operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta

instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la

transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido

finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple

dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede

contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria

de la computadora y el cable ether)

En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de

una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e

instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura

2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante

Figura 2

Capacidad de las redes Ethernet

El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden

transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una

computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red

no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar

datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico

total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y

pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace

posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa

que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por

ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o

muchas computadoras que generan cargas ligeras

La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE

8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo

suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles

Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El

propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red

sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una

longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo

el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama

La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se

encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que

es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser

transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por

un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se

encuentran en el campo da datos

La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de

direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023

permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite

solo direcciones de 6 Bytes

El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE

8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet

Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de

los cables utilizados

10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet

10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet

10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una

velocidad de 10 Mbps

100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica

multimodo (la F es por Fiber)

100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)

1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad

de 1 gigabite por segundo

1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S

es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)

1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L

es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)

Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado

Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del

nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran

aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de

legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces

de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor

adaptacioacuten y transicioacuten

Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos

Velocidad de transmisioacuten

- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea

Tipo de cable

- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea

Longitud maacutexima

- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones

repetidoras)

Topologiacutea

- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados

con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o

switches (estrella conmutada)

A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes

importantes

Tecnologiacuteas Ethernet

Tecnologiacutea

Velocidad de

transmisioacuten Tipo de cable

Distancia

maacutexima Topologiacutea

10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)

10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m

Estrella (Hub o

Switch)

10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o

Switch)

100BaseT4 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 3UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseTX 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 5UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m

No permite el uso de

hubs

1000BaseT 1000Mbps

4 pares trenzado

(categoriacutea 5e oacute

6UTP ) 100 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseSX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(multimodo) 550 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseLX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(monomodo) 5000 m

Estrella Full Duplex

(switch)

10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los

estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad

nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet

El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y

WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en

una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023

Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten

8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN

PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se

puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103

Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas

Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c

10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre

cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo

del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica

multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)

10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand

4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un

router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance

10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre

240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra

mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm

10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra

mono-modo (usando 1310nm)

10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre

fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido

interfaces enchufables de hasta 80-km

10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625

microm

10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado

para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera

SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-

ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas

distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)

Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado

principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin

embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par

trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada

para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-

duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex

Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes

Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802

10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten

comercial

La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las

especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para

Ethernet de 100 Mbps

Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes

apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios

productos en el mercado

Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones

1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de

sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la

transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado

100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como

veremos a continuacioacuten)

Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue

utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que

puede seguir usando los mismos cables de par trenzado

2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por

otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)

y que se denominoacute 100BaseVG

Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea

3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable

consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda

3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten

denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito

4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente

sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet

utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es

lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)

VELOCIDAD

En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea

circulan a la velocidad de 10 Mbps

Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades

superiores tanto de 20 como de 100 Mbps

Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes

de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios

usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-

Windows

De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que

actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 21: Trabajo Ethernet

ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS

La funcioacuten de encapsulacioacuten y desencapsulacioacuten de datos es llevada a cabo por la subcapa

MAC Este proceso es responsable de las funciones de direccionamiento y del chequeo de

errores

ENCAPSULADO

El encapsulado es realizado por la estacioacuten emisora El encapsulado es el acto de agregar

informacioacuten direcciones y bytes para el control de errores al comienzo y al final de la

unidad de datos transmitidos Esto es realizado luego que los datos son recibidos por la

Subcapa de control de enlace loacutegico (LLC) La informacioacuten antildeadida es necesaria para

realizar las siguientes tareas

Sincronizar la estacioacuten receptora con la sentildeal

Indicar el comienzo y el fin de la trama

Identificar las direcciones tanto de la estacioacuten emisora como la receptora

Detectar errores en la transmisioacuten

Ejemplo ENCAPSULADO DE DATOS EN EL MODELO DE REFERENCIA OSI

Lo que sigue es una descripcioacuten del proceso de encapsulado de datos en una pila de

protocolo en nuestro caso TCPIP

Las capas del modelo osi se comunican entre siacute utilizando las PDU (protocol data unit) que

especifican que informacioacuten debe agregarse como encabezado o final de los datos que

ingresan a la capa Analizamos el paso de los datos por las 4 uacuteltimas capas del modelo

( transporte red enlace de datos fiacutesica)

Cuando los datos bajan de la capa sesioacuten la PDU de la capa de transporte exige el

agregado del encabezado de protocolo TCP La capa siguiente agrega el encabezado IP Al

bajar a la capa de Enlace el encabezado que se agrega depende de la implementacioacuten de

Ethernet que se esteacute utilizando Si la implementacioacuten es ETHERNET II se agrega solamente

un encabezado MAC si la implementacioacuten es IEEE 8023 8022 se agregan 2

encabezados LLC de la subcapa superior (Logical Link Control) y MAC (Media Access

Control) de la subcapa inferior para luego pasar a la capa Fiacutesica convertido en sentildeales

eleacutectricas

DESENCAPSULADO

El desencapsulado es realizado por la estacioacuten receptora Cuando es recibida una trama la

estacioacuten receptora es responsable de realizar las siguientes tareas

Reconocer la direccioacuten de destino y determinar si coincide con su propia direccioacuten

Realizar la verificacioacuten de errores

Remover la informacioacuten de control que fue antildeadida por la funcioacuten de encapsulado

de datos en la estacioacuten emisora

ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO

La funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es realizada por la subcapa MAC

En la estacioacuten emisora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable de

determinar si el canal de comunicacioacuten se encuentra disponible Si el canal se encuentra

disponible puede iniciarse la transmisioacuten de datos

Adicionalote la funcioacuten de administracioacuten es responsable de determinar que accioacuten

deberaacute tomarse en caso de detectarse una colisioacuten y cuando intentaraacute retransmitir

En la estacioacuten receptora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable

de realizar las comprobaciones de validacioacuten en la trama antes de pasarla a la funcioacuten de

desencapsulado

CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS

La funcioacuten de codificacioacutendecodificacioacuten es realizada en la capa fiacutesica Esta funcioacuten es

responsable de obtener la forma eleacutectrica u oacuteptica de los datos que se van a transmitir en

el medio

La codificacioacuten de datos es realizada por la estacioacuten emisora Esta es responsable de

traducir los bits a sus correspondientes sentildeales eleacutectricas u oacutepticas para ser trasladadas a

traveacutes del medio Adicionalmente esta funcioacuten es responsable de escuchar el medio y

notificar al la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio si el medio se encuentra libre

ocupado o se ha detectado una colisioacuten

veremos algunas teacutecnicas para codificar datos en sentildeales digitales Recordemos que una

sentildeal digital es una secuencia de niveles de tensioacuten discretos cada uno de ellos es un

elemento de la sentildeal Las teacutecnicas de codificacioacuten convierten cada bit de datos 0 o 1 en

elementos de sentildeal buscando ciertas ventajas o caracteriacutestica de la misma

iquestQueacute es lo que buscamos cuando queremos transmitir Pues de normal que la velocidad

de transmisioacuten sea elevada y que el nuacutemero de errores pequentildeo Pero tambieacuten que el

medio que utilicemos sea barato Por desgracia todo a la vez es imposible canales con

mayor ancho de banda aumentaraacuten la velocidad de transmisioacuten y si estaacuten bien

apantallados podraacuten transmitir a grandes distancias sin apenas ruido iexclpero eso es muy

caro iquestDe queacute manera puede ayudar la forma de la sentildeal

(Un poco maacutes de

vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten

soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos

lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas

Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama

transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos

La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la

traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits

TRAMA DE TRANSMICION CSMACD

Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con

un indicador de sentildeal de comienzo de la trama

El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito

de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de

transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el

direccionamiento

El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten

Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas

El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos

emisor y receptor

El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos

El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits

10101011

Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener

una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y

destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada

El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten

dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es

conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de

multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es

conocida como direccioacuten de difusioacuten

La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten

El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a

continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los

casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)

El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud

variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes

4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)

Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red

Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits

transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un

nuacutemero negativo y una potencia de 10

Se calcula con la siguiente formula

BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS

Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por

ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3

actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER

se consigue tiacutepicamente en 10^ -12

VALORES DE BER TIPICOS

Ethernet 10BASE-5 lt10^-8

Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10

Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11

Fiber Channel SONETSDHlt10^-12

GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8

CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7

5 TOPOLOGIAS

Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los

diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos

especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden

interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental

que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los

diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La

topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el

nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc

Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea

1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y

cableado (los medios) en la red

2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del

medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y

transmisioacuten de tokens (Token Ring)

3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones

La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia

todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para

utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento

en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten

de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a

cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la

red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host

y el proceso se vuelve a repetir

Topologiacutea de la Red Ethernet

La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo

de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se

conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos

forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal

La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el

cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de

cableado

TOPOLOGIA EN BUS

La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo

segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la

combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta

estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y

no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo

de estaciones de la red se fija en 1024

Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media

pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es

completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la

red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet

pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que

transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros

10-BASE-5

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto

Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados

transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo

agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del

cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la

estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la

interfaz se comunica con la computadora

Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que

acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una

tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el

transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso

llevar un microprocesador para controlar las transferencias

Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores

BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC

conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces

utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es

maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es

de 185 metros

10-BASE-2

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador

Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca

un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el

conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los

extremos si este se conecta directamente a un repetidor

TOPOLOGIA EN ESTRELLA

El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que

cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese

segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en

estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a

un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una

para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El

cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado

El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la

expansioacuten de la red

CONECTOR RJ-45

Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de

ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los

pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En

algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo

se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador

sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs

utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red

10-BASE-T

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico

Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas

10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios

Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia

entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-

BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con

un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red

Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se

puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la

conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos

casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores

5 Trama de red

En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de

datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos

especialmente en el Nivel de enlace de datos

Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten

chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de

datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel

de red

Formato de la trama de Ethernet

Trama DIX

Ethernet

Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS

8 bytes 6 bytes6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes

2 oacute 4

bytes

Trama IEEE

8023

Preaacutembul

oSOF Destino Origen

Longitu

dDatos Relleno FCS

7 bytes1

byte6 bytes

6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes4 bytes

Preaacutembulo

Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y

estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo

es

10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010

Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester

representan una forma de onda perioacutedica

SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama

Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s

consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes

significativo del campo de direccioacuten MAC de destino

Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor

debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF

Direccioacuten de destino

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se

enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast

o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar

si debe aceptar el paquete

Direccioacuten de origen

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se

enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la

direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos

Tipo

Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el

paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos

interpreta este campo

Datos

Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de

valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este

campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de

niveles superiores

FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)

Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de

Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el

receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la

trama

Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama

- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica

- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y

realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un

byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios

- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de

datos para obtener una suma

7 componentes de Ethernet

Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio

Ethernet a mano maacutes apropiado

Hay cuatro tipos principales de medios en uso

Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5

Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en

determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)

Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04

pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)

relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta

su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o

grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero

permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias

Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2

Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar

Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas

(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en

empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a

interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso

Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)

sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero

requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino

tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se

utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos

Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T

Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla

adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes

frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco

mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo

del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su

costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con

plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin

embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias

electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado

con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps

Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-

repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las

aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o

10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las

situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una

preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes

cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica

La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de

longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que

de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre

Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que

seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se

puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten

Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la

flexibilidad de la tecnologiacutea

Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet

Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de

paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation

Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE

liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha

vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan

Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el

disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene

aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una

resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir

la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas

Figura 1

El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura

1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes

electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras

que se comunican en la red

La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un

dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un

transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del

cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre

un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada

en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro

del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se

corte y se inserte una lsquoTrsquo

Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un

transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio

del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador

anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta

madre) y se conecta con el transceptor

Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra

fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las

sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite

la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute

en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato

digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el

transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente

llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la

potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la

operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o

recibiendo

Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las

intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema

operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta

instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la

transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido

finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple

dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede

contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria

de la computadora y el cable ether)

En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de

una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e

instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura

2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante

Figura 2

Capacidad de las redes Ethernet

El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden

transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una

computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red

no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar

datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico

total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y

pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace

posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa

que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por

ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o

muchas computadoras que generan cargas ligeras

La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE

8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo

suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles

Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El

propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red

sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una

longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo

el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama

La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se

encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que

es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser

transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por

un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se

encuentran en el campo da datos

La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de

direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023

permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite

solo direcciones de 6 Bytes

El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE

8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet

Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de

los cables utilizados

10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet

10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet

10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una

velocidad de 10 Mbps

100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica

multimodo (la F es por Fiber)

100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)

1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad

de 1 gigabite por segundo

1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S

es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)

1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L

es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)

Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado

Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del

nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran

aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de

legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces

de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor

adaptacioacuten y transicioacuten

Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos

Velocidad de transmisioacuten

- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea

Tipo de cable

- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea

Longitud maacutexima

- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones

repetidoras)

Topologiacutea

- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados

con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o

switches (estrella conmutada)

A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes

importantes

Tecnologiacuteas Ethernet

Tecnologiacutea

Velocidad de

transmisioacuten Tipo de cable

Distancia

maacutexima Topologiacutea

10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)

10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m

Estrella (Hub o

Switch)

10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o

Switch)

100BaseT4 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 3UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseTX 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 5UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m

No permite el uso de

hubs

1000BaseT 1000Mbps

4 pares trenzado

(categoriacutea 5e oacute

6UTP ) 100 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseSX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(multimodo) 550 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseLX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(monomodo) 5000 m

Estrella Full Duplex

(switch)

10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los

estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad

nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet

El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y

WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en

una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023

Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten

8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN

PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se

puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103

Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas

Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c

10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre

cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo

del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica

multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)

10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand

4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un

router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance

10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre

240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra

mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm

10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra

mono-modo (usando 1310nm)

10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre

fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido

interfaces enchufables de hasta 80-km

10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625

microm

10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado

para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera

SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-

ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas

distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)

Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado

principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin

embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par

trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada

para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-

duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex

Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes

Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802

10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten

comercial

La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las

especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para

Ethernet de 100 Mbps

Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes

apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios

productos en el mercado

Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones

1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de

sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la

transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado

100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como

veremos a continuacioacuten)

Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue

utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que

puede seguir usando los mismos cables de par trenzado

2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por

otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)

y que se denominoacute 100BaseVG

Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea

3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable

consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda

3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten

denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito

4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente

sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet

utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es

lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)

VELOCIDAD

En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea

circulan a la velocidad de 10 Mbps

Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades

superiores tanto de 20 como de 100 Mbps

Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes

de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios

usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-

Windows

De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que

actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 22: Trabajo Ethernet

Cuando los datos bajan de la capa sesioacuten la PDU de la capa de transporte exige el

agregado del encabezado de protocolo TCP La capa siguiente agrega el encabezado IP Al

bajar a la capa de Enlace el encabezado que se agrega depende de la implementacioacuten de

Ethernet que se esteacute utilizando Si la implementacioacuten es ETHERNET II se agrega solamente

un encabezado MAC si la implementacioacuten es IEEE 8023 8022 se agregan 2

encabezados LLC de la subcapa superior (Logical Link Control) y MAC (Media Access

Control) de la subcapa inferior para luego pasar a la capa Fiacutesica convertido en sentildeales

eleacutectricas

DESENCAPSULADO

El desencapsulado es realizado por la estacioacuten receptora Cuando es recibida una trama la

estacioacuten receptora es responsable de realizar las siguientes tareas

Reconocer la direccioacuten de destino y determinar si coincide con su propia direccioacuten

Realizar la verificacioacuten de errores

Remover la informacioacuten de control que fue antildeadida por la funcioacuten de encapsulado

de datos en la estacioacuten emisora

ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO

La funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es realizada por la subcapa MAC

En la estacioacuten emisora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable de

determinar si el canal de comunicacioacuten se encuentra disponible Si el canal se encuentra

disponible puede iniciarse la transmisioacuten de datos

Adicionalote la funcioacuten de administracioacuten es responsable de determinar que accioacuten

deberaacute tomarse en caso de detectarse una colisioacuten y cuando intentaraacute retransmitir

En la estacioacuten receptora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable

de realizar las comprobaciones de validacioacuten en la trama antes de pasarla a la funcioacuten de

desencapsulado

CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS

La funcioacuten de codificacioacutendecodificacioacuten es realizada en la capa fiacutesica Esta funcioacuten es

responsable de obtener la forma eleacutectrica u oacuteptica de los datos que se van a transmitir en

el medio

La codificacioacuten de datos es realizada por la estacioacuten emisora Esta es responsable de

traducir los bits a sus correspondientes sentildeales eleacutectricas u oacutepticas para ser trasladadas a

traveacutes del medio Adicionalmente esta funcioacuten es responsable de escuchar el medio y

notificar al la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio si el medio se encuentra libre

ocupado o se ha detectado una colisioacuten

veremos algunas teacutecnicas para codificar datos en sentildeales digitales Recordemos que una

sentildeal digital es una secuencia de niveles de tensioacuten discretos cada uno de ellos es un

elemento de la sentildeal Las teacutecnicas de codificacioacuten convierten cada bit de datos 0 o 1 en

elementos de sentildeal buscando ciertas ventajas o caracteriacutestica de la misma

iquestQueacute es lo que buscamos cuando queremos transmitir Pues de normal que la velocidad

de transmisioacuten sea elevada y que el nuacutemero de errores pequentildeo Pero tambieacuten que el

medio que utilicemos sea barato Por desgracia todo a la vez es imposible canales con

mayor ancho de banda aumentaraacuten la velocidad de transmisioacuten y si estaacuten bien

apantallados podraacuten transmitir a grandes distancias sin apenas ruido iexclpero eso es muy

caro iquestDe queacute manera puede ayudar la forma de la sentildeal

(Un poco maacutes de

vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten

soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos

lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas

Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama

transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos

La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la

traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits

TRAMA DE TRANSMICION CSMACD

Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con

un indicador de sentildeal de comienzo de la trama

El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito

de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de

transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el

direccionamiento

El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten

Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas

El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos

emisor y receptor

El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos

El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits

10101011

Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener

una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y

destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada

El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten

dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es

conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de

multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es

conocida como direccioacuten de difusioacuten

La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten

El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a

continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los

casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)

El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud

variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes

4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)

Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red

Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits

transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un

nuacutemero negativo y una potencia de 10

Se calcula con la siguiente formula

BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS

Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por

ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3

actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER

se consigue tiacutepicamente en 10^ -12

VALORES DE BER TIPICOS

Ethernet 10BASE-5 lt10^-8

Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10

Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11

Fiber Channel SONETSDHlt10^-12

GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8

CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7

5 TOPOLOGIAS

Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los

diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos

especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden

interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental

que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los

diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La

topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el

nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc

Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea

1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y

cableado (los medios) en la red

2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del

medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y

transmisioacuten de tokens (Token Ring)

3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones

La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia

todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para

utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento

en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten

de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a

cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la

red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host

y el proceso se vuelve a repetir

Topologiacutea de la Red Ethernet

La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo

de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se

conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos

forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal

La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el

cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de

cableado

TOPOLOGIA EN BUS

La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo

segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la

combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta

estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y

no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo

de estaciones de la red se fija en 1024

Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media

pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es

completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la

red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet

pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que

transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros

10-BASE-5

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto

Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados

transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo

agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del

cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la

estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la

interfaz se comunica con la computadora

Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que

acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una

tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el

transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso

llevar un microprocesador para controlar las transferencias

Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores

BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC

conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces

utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es

maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es

de 185 metros

10-BASE-2

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador

Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca

un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el

conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los

extremos si este se conecta directamente a un repetidor

TOPOLOGIA EN ESTRELLA

El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que

cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese

segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en

estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a

un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una

para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El

cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado

El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la

expansioacuten de la red

CONECTOR RJ-45

Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de

ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los

pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En

algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo

se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador

sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs

utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red

10-BASE-T

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico

Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas

10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios

Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia

entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-

BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con

un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red

Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se

puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la

conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos

casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores

5 Trama de red

En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de

datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos

especialmente en el Nivel de enlace de datos

Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten

chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de

datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel

de red

Formato de la trama de Ethernet

Trama DIX

Ethernet

Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS

8 bytes 6 bytes6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes

2 oacute 4

bytes

Trama IEEE

8023

Preaacutembul

oSOF Destino Origen

Longitu

dDatos Relleno FCS

7 bytes1

byte6 bytes

6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes4 bytes

Preaacutembulo

Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y

estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo

es

10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010

Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester

representan una forma de onda perioacutedica

SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama

Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s

consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes

significativo del campo de direccioacuten MAC de destino

Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor

debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF

Direccioacuten de destino

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se

enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast

o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar

si debe aceptar el paquete

Direccioacuten de origen

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se

enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la

direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos

Tipo

Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el

paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos

interpreta este campo

Datos

Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de

valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este

campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de

niveles superiores

FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)

Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de

Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el

receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la

trama

Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama

- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica

- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y

realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un

byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios

- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de

datos para obtener una suma

7 componentes de Ethernet

Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio

Ethernet a mano maacutes apropiado

Hay cuatro tipos principales de medios en uso

Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5

Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en

determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)

Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04

pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)

relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta

su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o

grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero

permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias

Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2

Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar

Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas

(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en

empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a

interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso

Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)

sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero

requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino

tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se

utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos

Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T

Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla

adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes

frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco

mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo

del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su

costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con

plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin

embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias

electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado

con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps

Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-

repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las

aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o

10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las

situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una

preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes

cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica

La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de

longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que

de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre

Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que

seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se

puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten

Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la

flexibilidad de la tecnologiacutea

Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet

Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de

paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation

Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE

liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha

vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan

Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el

disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene

aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una

resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir

la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas

Figura 1

El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura

1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes

electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras

que se comunican en la red

La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un

dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un

transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del

cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre

un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada

en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro

del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se

corte y se inserte una lsquoTrsquo

Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un

transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio

del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador

anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta

madre) y se conecta con el transceptor

Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra

fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las

sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite

la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute

en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato

digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el

transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente

llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la

potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la

operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o

recibiendo

Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las

intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema

operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta

instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la

transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido

finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple

dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede

contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria

de la computadora y el cable ether)

En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de

una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e

instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura

2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante

Figura 2

Capacidad de las redes Ethernet

El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden

transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una

computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red

no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar

datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico

total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y

pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace

posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa

que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por

ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o

muchas computadoras que generan cargas ligeras

La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE

8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo

suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles

Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El

propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red

sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una

longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo

el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama

La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se

encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que

es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser

transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por

un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se

encuentran en el campo da datos

La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de

direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023

permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite

solo direcciones de 6 Bytes

El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE

8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet

Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de

los cables utilizados

10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet

10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet

10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una

velocidad de 10 Mbps

100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica

multimodo (la F es por Fiber)

100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)

1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad

de 1 gigabite por segundo

1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S

es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)

1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L

es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)

Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado

Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del

nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran

aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de

legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces

de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor

adaptacioacuten y transicioacuten

Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos

Velocidad de transmisioacuten

- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea

Tipo de cable

- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea

Longitud maacutexima

- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones

repetidoras)

Topologiacutea

- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados

con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o

switches (estrella conmutada)

A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes

importantes

Tecnologiacuteas Ethernet

Tecnologiacutea

Velocidad de

transmisioacuten Tipo de cable

Distancia

maacutexima Topologiacutea

10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)

10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m

Estrella (Hub o

Switch)

10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o

Switch)

100BaseT4 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 3UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseTX 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 5UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m

No permite el uso de

hubs

1000BaseT 1000Mbps

4 pares trenzado

(categoriacutea 5e oacute

6UTP ) 100 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseSX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(multimodo) 550 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseLX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(monomodo) 5000 m

Estrella Full Duplex

(switch)

10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los

estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad

nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet

El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y

WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en

una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023

Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten

8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN

PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se

puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103

Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas

Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c

10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre

cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo

del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica

multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)

10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand

4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un

router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance

10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre

240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra

mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm

10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra

mono-modo (usando 1310nm)

10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre

fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido

interfaces enchufables de hasta 80-km

10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625

microm

10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado

para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera

SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-

ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas

distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)

Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado

principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin

embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par

trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada

para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-

duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex

Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes

Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802

10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten

comercial

La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las

especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para

Ethernet de 100 Mbps

Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes

apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios

productos en el mercado

Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones

1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de

sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la

transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado

100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como

veremos a continuacioacuten)

Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue

utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que

puede seguir usando los mismos cables de par trenzado

2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por

otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)

y que se denominoacute 100BaseVG

Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea

3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable

consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda

3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten

denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito

4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente

sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet

utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es

lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)

VELOCIDAD

En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea

circulan a la velocidad de 10 Mbps

Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades

superiores tanto de 20 como de 100 Mbps

Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes

de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios

usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-

Windows

De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que

actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 23: Trabajo Ethernet

En la estacioacuten receptora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable

de realizar las comprobaciones de validacioacuten en la trama antes de pasarla a la funcioacuten de

desencapsulado

CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS

La funcioacuten de codificacioacutendecodificacioacuten es realizada en la capa fiacutesica Esta funcioacuten es

responsable de obtener la forma eleacutectrica u oacuteptica de los datos que se van a transmitir en

el medio

La codificacioacuten de datos es realizada por la estacioacuten emisora Esta es responsable de

traducir los bits a sus correspondientes sentildeales eleacutectricas u oacutepticas para ser trasladadas a

traveacutes del medio Adicionalmente esta funcioacuten es responsable de escuchar el medio y

notificar al la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio si el medio se encuentra libre

ocupado o se ha detectado una colisioacuten

veremos algunas teacutecnicas para codificar datos en sentildeales digitales Recordemos que una

sentildeal digital es una secuencia de niveles de tensioacuten discretos cada uno de ellos es un

elemento de la sentildeal Las teacutecnicas de codificacioacuten convierten cada bit de datos 0 o 1 en

elementos de sentildeal buscando ciertas ventajas o caracteriacutestica de la misma

iquestQueacute es lo que buscamos cuando queremos transmitir Pues de normal que la velocidad

de transmisioacuten sea elevada y que el nuacutemero de errores pequentildeo Pero tambieacuten que el

medio que utilicemos sea barato Por desgracia todo a la vez es imposible canales con

mayor ancho de banda aumentaraacuten la velocidad de transmisioacuten y si estaacuten bien

apantallados podraacuten transmitir a grandes distancias sin apenas ruido iexclpero eso es muy

caro iquestDe queacute manera puede ayudar la forma de la sentildeal

(Un poco maacutes de

vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten

soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos

lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas

Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama

transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos

La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la

traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits

TRAMA DE TRANSMICION CSMACD

Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con

un indicador de sentildeal de comienzo de la trama

El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito

de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de

transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el

direccionamiento

El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten

Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas

El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos

emisor y receptor

El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos

El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits

10101011

Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener

una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y

destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada

El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten

dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es

conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de

multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es

conocida como direccioacuten de difusioacuten

La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten

El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a

continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los

casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)

El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud

variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes

4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)

Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red

Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits

transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un

nuacutemero negativo y una potencia de 10

Se calcula con la siguiente formula

BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS

Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por

ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3

actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER

se consigue tiacutepicamente en 10^ -12

VALORES DE BER TIPICOS

Ethernet 10BASE-5 lt10^-8

Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10

Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11

Fiber Channel SONETSDHlt10^-12

GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8

CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7

5 TOPOLOGIAS

Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los

diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos

especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden

interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental

que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los

diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La

topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el

nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc

Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea

1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y

cableado (los medios) en la red

2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del

medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y

transmisioacuten de tokens (Token Ring)

3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones

La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia

todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para

utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento

en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten

de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a

cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la

red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host

y el proceso se vuelve a repetir

Topologiacutea de la Red Ethernet

La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo

de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se

conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos

forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal

La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el

cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de

cableado

TOPOLOGIA EN BUS

La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo

segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la

combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta

estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y

no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo

de estaciones de la red se fija en 1024

Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media

pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es

completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la

red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet

pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que

transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros

10-BASE-5

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto

Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados

transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo

agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del

cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la

estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la

interfaz se comunica con la computadora

Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que

acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una

tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el

transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso

llevar un microprocesador para controlar las transferencias

Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores

BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC

conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces

utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es

maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es

de 185 metros

10-BASE-2

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador

Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca

un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el

conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los

extremos si este se conecta directamente a un repetidor

TOPOLOGIA EN ESTRELLA

El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que

cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese

segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en

estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a

un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una

para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El

cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado

El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la

expansioacuten de la red

CONECTOR RJ-45

Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de

ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los

pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En

algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo

se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador

sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs

utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red

10-BASE-T

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico

Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas

10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios

Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia

entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-

BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con

un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red

Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se

puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la

conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos

casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores

5 Trama de red

En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de

datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos

especialmente en el Nivel de enlace de datos

Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten

chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de

datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel

de red

Formato de la trama de Ethernet

Trama DIX

Ethernet

Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS

8 bytes 6 bytes6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes

2 oacute 4

bytes

Trama IEEE

8023

Preaacutembul

oSOF Destino Origen

Longitu

dDatos Relleno FCS

7 bytes1

byte6 bytes

6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes4 bytes

Preaacutembulo

Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y

estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo

es

10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010

Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester

representan una forma de onda perioacutedica

SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama

Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s

consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes

significativo del campo de direccioacuten MAC de destino

Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor

debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF

Direccioacuten de destino

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se

enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast

o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar

si debe aceptar el paquete

Direccioacuten de origen

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se

enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la

direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos

Tipo

Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el

paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos

interpreta este campo

Datos

Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de

valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este

campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de

niveles superiores

FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)

Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de

Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el

receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la

trama

Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama

- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica

- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y

realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un

byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios

- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de

datos para obtener una suma

7 componentes de Ethernet

Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio

Ethernet a mano maacutes apropiado

Hay cuatro tipos principales de medios en uso

Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5

Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en

determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)

Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04

pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)

relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta

su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o

grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero

permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias

Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2

Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar

Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas

(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en

empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a

interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso

Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)

sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero

requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino

tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se

utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos

Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T

Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla

adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes

frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco

mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo

del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su

costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con

plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin

embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias

electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado

con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps

Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-

repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las

aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o

10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las

situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una

preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes

cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica

La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de

longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que

de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre

Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que

seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se

puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten

Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la

flexibilidad de la tecnologiacutea

Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet

Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de

paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation

Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE

liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha

vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan

Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el

disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene

aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una

resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir

la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas

Figura 1

El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura

1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes

electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras

que se comunican en la red

La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un

dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un

transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del

cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre

un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada

en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro

del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se

corte y se inserte una lsquoTrsquo

Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un

transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio

del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador

anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta

madre) y se conecta con el transceptor

Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra

fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las

sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite

la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute

en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato

digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el

transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente

llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la

potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la

operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o

recibiendo

Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las

intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema

operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta

instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la

transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido

finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple

dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede

contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria

de la computadora y el cable ether)

En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de

una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e

instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura

2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante

Figura 2

Capacidad de las redes Ethernet

El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden

transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una

computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red

no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar

datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico

total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y

pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace

posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa

que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por

ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o

muchas computadoras que generan cargas ligeras

La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE

8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo

suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles

Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El

propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red

sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una

longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo

el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama

La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se

encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que

es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser

transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por

un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se

encuentran en el campo da datos

La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de

direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023

permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite

solo direcciones de 6 Bytes

El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE

8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet

Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de

los cables utilizados

10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet

10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet

10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una

velocidad de 10 Mbps

100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica

multimodo (la F es por Fiber)

100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)

1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad

de 1 gigabite por segundo

1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S

es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)

1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L

es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)

Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado

Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del

nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran

aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de

legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces

de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor

adaptacioacuten y transicioacuten

Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos

Velocidad de transmisioacuten

- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea

Tipo de cable

- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea

Longitud maacutexima

- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones

repetidoras)

Topologiacutea

- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados

con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o

switches (estrella conmutada)

A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes

importantes

Tecnologiacuteas Ethernet

Tecnologiacutea

Velocidad de

transmisioacuten Tipo de cable

Distancia

maacutexima Topologiacutea

10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)

10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m

Estrella (Hub o

Switch)

10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o

Switch)

100BaseT4 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 3UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseTX 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 5UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m

No permite el uso de

hubs

1000BaseT 1000Mbps

4 pares trenzado

(categoriacutea 5e oacute

6UTP ) 100 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseSX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(multimodo) 550 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseLX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(monomodo) 5000 m

Estrella Full Duplex

(switch)

10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los

estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad

nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet

El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y

WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en

una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023

Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten

8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN

PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se

puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103

Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas

Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c

10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre

cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo

del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica

multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)

10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand

4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un

router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance

10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre

240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra

mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm

10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra

mono-modo (usando 1310nm)

10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre

fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido

interfaces enchufables de hasta 80-km

10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625

microm

10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado

para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera

SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-

ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas

distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)

Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado

principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin

embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par

trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada

para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-

duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex

Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes

Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802

10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten

comercial

La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las

especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para

Ethernet de 100 Mbps

Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes

apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios

productos en el mercado

Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones

1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de

sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la

transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado

100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como

veremos a continuacioacuten)

Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue

utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que

puede seguir usando los mismos cables de par trenzado

2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por

otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)

y que se denominoacute 100BaseVG

Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea

3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable

consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda

3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten

denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito

4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente

sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet

utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es

lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)

VELOCIDAD

En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea

circulan a la velocidad de 10 Mbps

Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades

superiores tanto de 20 como de 100 Mbps

Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes

de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios

usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-

Windows

De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que

actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 24: Trabajo Ethernet

(Un poco maacutes de

vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten

soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos

lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas

Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama

transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos

La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la

traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits

TRAMA DE TRANSMICION CSMACD

Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con

un indicador de sentildeal de comienzo de la trama

El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito

de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de

transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el

direccionamiento

El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten

Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas

El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos

emisor y receptor

El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos

El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits

10101011

Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener

una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y

destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada

El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten

dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es

conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de

multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es

conocida como direccioacuten de difusioacuten

La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten

El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a

continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los

casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)

El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud

variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes

4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)

Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red

Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits

transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un

nuacutemero negativo y una potencia de 10

Se calcula con la siguiente formula

BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS

Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por

ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3

actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER

se consigue tiacutepicamente en 10^ -12

VALORES DE BER TIPICOS

Ethernet 10BASE-5 lt10^-8

Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10

Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11

Fiber Channel SONETSDHlt10^-12

GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8

CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7

5 TOPOLOGIAS

Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los

diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos

especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden

interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental

que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los

diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La

topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el

nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc

Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea

1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y

cableado (los medios) en la red

2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del

medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y

transmisioacuten de tokens (Token Ring)

3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones

La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia

todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para

utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento

en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten

de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a

cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la

red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host

y el proceso se vuelve a repetir

Topologiacutea de la Red Ethernet

La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo

de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se

conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos

forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal

La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el

cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de

cableado

TOPOLOGIA EN BUS

La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo

segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la

combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta

estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y

no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo

de estaciones de la red se fija en 1024

Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media

pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es

completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la

red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet

pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que

transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros

10-BASE-5

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto

Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados

transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo

agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del

cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la

estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la

interfaz se comunica con la computadora

Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que

acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una

tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el

transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso

llevar un microprocesador para controlar las transferencias

Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores

BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC

conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces

utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es

maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es

de 185 metros

10-BASE-2

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador

Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca

un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el

conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los

extremos si este se conecta directamente a un repetidor

TOPOLOGIA EN ESTRELLA

El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que

cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese

segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en

estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a

un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una

para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El

cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado

El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la

expansioacuten de la red

CONECTOR RJ-45

Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de

ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los

pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En

algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo

se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador

sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs

utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red

10-BASE-T

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico

Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas

10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios

Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia

entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-

BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con

un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red

Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se

puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la

conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos

casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores

5 Trama de red

En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de

datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos

especialmente en el Nivel de enlace de datos

Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten

chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de

datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel

de red

Formato de la trama de Ethernet

Trama DIX

Ethernet

Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS

8 bytes 6 bytes6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes

2 oacute 4

bytes

Trama IEEE

8023

Preaacutembul

oSOF Destino Origen

Longitu

dDatos Relleno FCS

7 bytes1

byte6 bytes

6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes4 bytes

Preaacutembulo

Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y

estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo

es

10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010

Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester

representan una forma de onda perioacutedica

SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama

Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s

consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes

significativo del campo de direccioacuten MAC de destino

Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor

debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF

Direccioacuten de destino

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se

enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast

o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar

si debe aceptar el paquete

Direccioacuten de origen

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se

enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la

direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos

Tipo

Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el

paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos

interpreta este campo

Datos

Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de

valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este

campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de

niveles superiores

FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)

Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de

Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el

receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la

trama

Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama

- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica

- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y

realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un

byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios

- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de

datos para obtener una suma

7 componentes de Ethernet

Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio

Ethernet a mano maacutes apropiado

Hay cuatro tipos principales de medios en uso

Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5

Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en

determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)

Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04

pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)

relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta

su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o

grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero

permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias

Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2

Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar

Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas

(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en

empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a

interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso

Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)

sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero

requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino

tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se

utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos

Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T

Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla

adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes

frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco

mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo

del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su

costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con

plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin

embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias

electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado

con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps

Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-

repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las

aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o

10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las

situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una

preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes

cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica

La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de

longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que

de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre

Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que

seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se

puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten

Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la

flexibilidad de la tecnologiacutea

Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet

Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de

paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation

Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE

liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha

vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan

Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el

disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene

aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una

resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir

la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas

Figura 1

El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura

1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes

electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras

que se comunican en la red

La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un

dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un

transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del

cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre

un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada

en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro

del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se

corte y se inserte una lsquoTrsquo

Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un

transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio

del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador

anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta

madre) y se conecta con el transceptor

Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra

fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las

sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite

la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute

en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato

digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el

transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente

llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la

potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la

operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o

recibiendo

Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las

intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema

operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta

instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la

transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido

finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple

dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede

contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria

de la computadora y el cable ether)

En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de

una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e

instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura

2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante

Figura 2

Capacidad de las redes Ethernet

El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden

transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una

computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red

no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar

datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico

total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y

pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace

posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa

que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por

ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o

muchas computadoras que generan cargas ligeras

La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE

8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo

suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles

Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El

propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red

sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una

longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo

el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama

La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se

encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que

es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser

transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por

un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se

encuentran en el campo da datos

La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de

direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023

permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite

solo direcciones de 6 Bytes

El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE

8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet

Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de

los cables utilizados

10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet

10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet

10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una

velocidad de 10 Mbps

100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica

multimodo (la F es por Fiber)

100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)

1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad

de 1 gigabite por segundo

1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S

es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)

1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L

es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)

Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado

Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del

nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran

aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de

legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces

de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor

adaptacioacuten y transicioacuten

Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos

Velocidad de transmisioacuten

- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea

Tipo de cable

- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea

Longitud maacutexima

- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones

repetidoras)

Topologiacutea

- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados

con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o

switches (estrella conmutada)

A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes

importantes

Tecnologiacuteas Ethernet

Tecnologiacutea

Velocidad de

transmisioacuten Tipo de cable

Distancia

maacutexima Topologiacutea

10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)

10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m

Estrella (Hub o

Switch)

10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o

Switch)

100BaseT4 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 3UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseTX 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 5UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m

No permite el uso de

hubs

1000BaseT 1000Mbps

4 pares trenzado

(categoriacutea 5e oacute

6UTP ) 100 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseSX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(multimodo) 550 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseLX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(monomodo) 5000 m

Estrella Full Duplex

(switch)

10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los

estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad

nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet

El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y

WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en

una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023

Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten

8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN

PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se

puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103

Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas

Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c

10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre

cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo

del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica

multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)

10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand

4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un

router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance

10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre

240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra

mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm

10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra

mono-modo (usando 1310nm)

10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre

fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido

interfaces enchufables de hasta 80-km

10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625

microm

10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado

para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera

SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-

ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas

distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)

Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado

principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin

embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par

trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada

para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-

duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex

Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes

Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802

10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten

comercial

La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las

especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para

Ethernet de 100 Mbps

Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes

apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios

productos en el mercado

Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones

1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de

sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la

transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado

100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como

veremos a continuacioacuten)

Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue

utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que

puede seguir usando los mismos cables de par trenzado

2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por

otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)

y que se denominoacute 100BaseVG

Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea

3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable

consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda

3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten

denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito

4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente

sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet

utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es

lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)

VELOCIDAD

En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea

circulan a la velocidad de 10 Mbps

Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades

superiores tanto de 20 como de 100 Mbps

Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes

de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios

usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-

Windows

De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que

actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 25: Trabajo Ethernet

TRAMA DE TRANSMICION CSMACD

Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con

un indicador de sentildeal de comienzo de la trama

El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito

de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de

transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el

direccionamiento

El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten

Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas

El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos

emisor y receptor

El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos

El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits

10101011

Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener

una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y

destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada

El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten

dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es

conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de

multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es

conocida como direccioacuten de difusioacuten

La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten

El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a

continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los

casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)

El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud

variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes

4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)

Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red

Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits

transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un

nuacutemero negativo y una potencia de 10

Se calcula con la siguiente formula

BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS

Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por

ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3

actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER

se consigue tiacutepicamente en 10^ -12

VALORES DE BER TIPICOS

Ethernet 10BASE-5 lt10^-8

Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10

Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11

Fiber Channel SONETSDHlt10^-12

GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8

CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7

5 TOPOLOGIAS

Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los

diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos

especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden

interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental

que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los

diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La

topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el

nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc

Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea

1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y

cableado (los medios) en la red

2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del

medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y

transmisioacuten de tokens (Token Ring)

3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones

La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia

todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para

utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento

en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten

de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a

cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la

red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host

y el proceso se vuelve a repetir

Topologiacutea de la Red Ethernet

La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo

de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se

conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos

forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal

La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el

cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de

cableado

TOPOLOGIA EN BUS

La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo

segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la

combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta

estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y

no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo

de estaciones de la red se fija en 1024

Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media

pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es

completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la

red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet

pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que

transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros

10-BASE-5

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto

Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados

transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo

agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del

cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la

estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la

interfaz se comunica con la computadora

Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que

acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una

tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el

transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso

llevar un microprocesador para controlar las transferencias

Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores

BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC

conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces

utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es

maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es

de 185 metros

10-BASE-2

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador

Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca

un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el

conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los

extremos si este se conecta directamente a un repetidor

TOPOLOGIA EN ESTRELLA

El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que

cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese

segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en

estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a

un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una

para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El

cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado

El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la

expansioacuten de la red

CONECTOR RJ-45

Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de

ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los

pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En

algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo

se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador

sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs

utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red

10-BASE-T

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico

Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas

10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios

Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia

entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-

BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con

un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red

Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se

puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la

conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos

casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores

5 Trama de red

En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de

datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos

especialmente en el Nivel de enlace de datos

Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten

chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de

datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel

de red

Formato de la trama de Ethernet

Trama DIX

Ethernet

Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS

8 bytes 6 bytes6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes

2 oacute 4

bytes

Trama IEEE

8023

Preaacutembul

oSOF Destino Origen

Longitu

dDatos Relleno FCS

7 bytes1

byte6 bytes

6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes4 bytes

Preaacutembulo

Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y

estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo

es

10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010

Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester

representan una forma de onda perioacutedica

SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama

Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s

consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes

significativo del campo de direccioacuten MAC de destino

Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor

debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF

Direccioacuten de destino

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se

enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast

o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar

si debe aceptar el paquete

Direccioacuten de origen

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se

enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la

direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos

Tipo

Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el

paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos

interpreta este campo

Datos

Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de

valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este

campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de

niveles superiores

FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)

Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de

Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el

receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la

trama

Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama

- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica

- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y

realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un

byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios

- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de

datos para obtener una suma

7 componentes de Ethernet

Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio

Ethernet a mano maacutes apropiado

Hay cuatro tipos principales de medios en uso

Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5

Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en

determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)

Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04

pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)

relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta

su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o

grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero

permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias

Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2

Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar

Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas

(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en

empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a

interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso

Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)

sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero

requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino

tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se

utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos

Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T

Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla

adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes

frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco

mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo

del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su

costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con

plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin

embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias

electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado

con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps

Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-

repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las

aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o

10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las

situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una

preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes

cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica

La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de

longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que

de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre

Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que

seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se

puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten

Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la

flexibilidad de la tecnologiacutea

Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet

Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de

paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation

Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE

liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha

vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan

Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el

disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene

aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una

resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir

la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas

Figura 1

El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura

1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes

electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras

que se comunican en la red

La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un

dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un

transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del

cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre

un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada

en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro

del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se

corte y se inserte una lsquoTrsquo

Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un

transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio

del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador

anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta

madre) y se conecta con el transceptor

Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra

fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las

sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite

la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute

en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato

digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el

transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente

llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la

potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la

operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o

recibiendo

Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las

intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema

operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta

instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la

transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido

finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple

dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede

contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria

de la computadora y el cable ether)

En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de

una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e

instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura

2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante

Figura 2

Capacidad de las redes Ethernet

El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden

transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una

computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red

no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar

datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico

total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y

pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace

posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa

que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por

ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o

muchas computadoras que generan cargas ligeras

La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE

8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo

suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles

Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El

propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red

sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una

longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo

el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama

La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se

encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que

es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser

transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por

un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se

encuentran en el campo da datos

La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de

direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023

permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite

solo direcciones de 6 Bytes

El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE

8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet

Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de

los cables utilizados

10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet

10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet

10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una

velocidad de 10 Mbps

100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica

multimodo (la F es por Fiber)

100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)

1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad

de 1 gigabite por segundo

1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S

es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)

1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L

es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)

Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado

Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del

nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran

aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de

legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces

de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor

adaptacioacuten y transicioacuten

Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos

Velocidad de transmisioacuten

- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea

Tipo de cable

- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea

Longitud maacutexima

- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones

repetidoras)

Topologiacutea

- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados

con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o

switches (estrella conmutada)

A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes

importantes

Tecnologiacuteas Ethernet

Tecnologiacutea

Velocidad de

transmisioacuten Tipo de cable

Distancia

maacutexima Topologiacutea

10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)

10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m

Estrella (Hub o

Switch)

10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o

Switch)

100BaseT4 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 3UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseTX 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 5UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m

No permite el uso de

hubs

1000BaseT 1000Mbps

4 pares trenzado

(categoriacutea 5e oacute

6UTP ) 100 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseSX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(multimodo) 550 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseLX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(monomodo) 5000 m

Estrella Full Duplex

(switch)

10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los

estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad

nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet

El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y

WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en

una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023

Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten

8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN

PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se

puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103

Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas

Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c

10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre

cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo

del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica

multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)

10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand

4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un

router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance

10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre

240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra

mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm

10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra

mono-modo (usando 1310nm)

10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre

fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido

interfaces enchufables de hasta 80-km

10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625

microm

10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado

para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera

SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-

ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas

distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)

Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado

principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin

embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par

trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada

para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-

duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex

Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes

Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802

10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten

comercial

La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las

especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para

Ethernet de 100 Mbps

Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes

apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios

productos en el mercado

Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones

1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de

sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la

transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado

100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como

veremos a continuacioacuten)

Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue

utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que

puede seguir usando los mismos cables de par trenzado

2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por

otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)

y que se denominoacute 100BaseVG

Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea

3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable

consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda

3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten

denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito

4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente

sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet

utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es

lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)

VELOCIDAD

En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea

circulan a la velocidad de 10 Mbps

Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades

superiores tanto de 20 como de 100 Mbps

Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes

de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios

usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-

Windows

De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que

actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 26: Trabajo Ethernet

destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada

El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten

dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es

conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de

multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es

conocida como direccioacuten de difusioacuten

La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten

El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a

continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los

casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)

El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud

variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes

4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)

Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red

Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits

transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un

nuacutemero negativo y una potencia de 10

Se calcula con la siguiente formula

BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS

Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por

ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3

actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER

se consigue tiacutepicamente en 10^ -12

VALORES DE BER TIPICOS

Ethernet 10BASE-5 lt10^-8

Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10

Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11

Fiber Channel SONETSDHlt10^-12

GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8

CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7

5 TOPOLOGIAS

Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los

diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos

especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden

interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental

que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los

diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La

topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el

nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc

Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea

1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y

cableado (los medios) en la red

2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del

medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y

transmisioacuten de tokens (Token Ring)

3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones

La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia

todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para

utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento

en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten

de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a

cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la

red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host

y el proceso se vuelve a repetir

Topologiacutea de la Red Ethernet

La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo

de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se

conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos

forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal

La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el

cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de

cableado

TOPOLOGIA EN BUS

La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo

segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la

combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta

estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y

no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo

de estaciones de la red se fija en 1024

Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media

pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es

completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la

red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet

pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que

transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros

10-BASE-5

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto

Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados

transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo

agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del

cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la

estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la

interfaz se comunica con la computadora

Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que

acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una

tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el

transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso

llevar un microprocesador para controlar las transferencias

Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores

BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC

conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces

utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es

maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es

de 185 metros

10-BASE-2

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador

Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca

un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el

conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los

extremos si este se conecta directamente a un repetidor

TOPOLOGIA EN ESTRELLA

El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que

cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese

segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en

estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a

un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una

para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El

cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado

El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la

expansioacuten de la red

CONECTOR RJ-45

Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de

ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los

pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En

algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo

se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador

sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs

utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red

10-BASE-T

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico

Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas

10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios

Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia

entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-

BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con

un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red

Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se

puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la

conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos

casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores

5 Trama de red

En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de

datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos

especialmente en el Nivel de enlace de datos

Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten

chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de

datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel

de red

Formato de la trama de Ethernet

Trama DIX

Ethernet

Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS

8 bytes 6 bytes6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes

2 oacute 4

bytes

Trama IEEE

8023

Preaacutembul

oSOF Destino Origen

Longitu

dDatos Relleno FCS

7 bytes1

byte6 bytes

6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes4 bytes

Preaacutembulo

Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y

estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo

es

10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010

Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester

representan una forma de onda perioacutedica

SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama

Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s

consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes

significativo del campo de direccioacuten MAC de destino

Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor

debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF

Direccioacuten de destino

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se

enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast

o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar

si debe aceptar el paquete

Direccioacuten de origen

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se

enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la

direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos

Tipo

Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el

paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos

interpreta este campo

Datos

Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de

valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este

campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de

niveles superiores

FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)

Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de

Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el

receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la

trama

Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama

- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica

- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y

realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un

byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios

- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de

datos para obtener una suma

7 componentes de Ethernet

Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio

Ethernet a mano maacutes apropiado

Hay cuatro tipos principales de medios en uso

Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5

Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en

determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)

Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04

pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)

relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta

su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o

grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero

permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias

Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2

Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar

Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas

(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en

empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a

interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso

Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)

sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero

requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino

tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se

utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos

Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T

Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla

adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes

frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco

mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo

del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su

costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con

plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin

embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias

electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado

con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps

Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-

repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las

aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o

10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las

situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una

preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes

cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica

La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de

longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que

de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre

Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que

seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se

puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten

Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la

flexibilidad de la tecnologiacutea

Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet

Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de

paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation

Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE

liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha

vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan

Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el

disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene

aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una

resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir

la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas

Figura 1

El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura

1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes

electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras

que se comunican en la red

La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un

dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un

transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del

cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre

un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada

en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro

del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se

corte y se inserte una lsquoTrsquo

Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un

transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio

del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador

anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta

madre) y se conecta con el transceptor

Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra

fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las

sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite

la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute

en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato

digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el

transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente

llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la

potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la

operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o

recibiendo

Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las

intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema

operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta

instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la

transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido

finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple

dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede

contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria

de la computadora y el cable ether)

En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de

una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e

instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura

2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante

Figura 2

Capacidad de las redes Ethernet

El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden

transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una

computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red

no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar

datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico

total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y

pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace

posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa

que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por

ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o

muchas computadoras que generan cargas ligeras

La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE

8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo

suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles

Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El

propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red

sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una

longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo

el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama

La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se

encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que

es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser

transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por

un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se

encuentran en el campo da datos

La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de

direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023

permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite

solo direcciones de 6 Bytes

El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE

8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet

Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de

los cables utilizados

10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet

10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet

10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una

velocidad de 10 Mbps

100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica

multimodo (la F es por Fiber)

100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)

1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad

de 1 gigabite por segundo

1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S

es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)

1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L

es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)

Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado

Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del

nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran

aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de

legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces

de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor

adaptacioacuten y transicioacuten

Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos

Velocidad de transmisioacuten

- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea

Tipo de cable

- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea

Longitud maacutexima

- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones

repetidoras)

Topologiacutea

- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados

con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o

switches (estrella conmutada)

A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes

importantes

Tecnologiacuteas Ethernet

Tecnologiacutea

Velocidad de

transmisioacuten Tipo de cable

Distancia

maacutexima Topologiacutea

10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)

10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m

Estrella (Hub o

Switch)

10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o

Switch)

100BaseT4 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 3UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseTX 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 5UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m

No permite el uso de

hubs

1000BaseT 1000Mbps

4 pares trenzado

(categoriacutea 5e oacute

6UTP ) 100 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseSX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(multimodo) 550 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseLX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(monomodo) 5000 m

Estrella Full Duplex

(switch)

10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los

estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad

nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet

El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y

WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en

una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023

Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten

8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN

PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se

puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103

Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas

Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c

10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre

cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo

del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica

multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)

10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand

4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un

router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance

10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre

240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra

mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm

10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra

mono-modo (usando 1310nm)

10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre

fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido

interfaces enchufables de hasta 80-km

10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625

microm

10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado

para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera

SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-

ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas

distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)

Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado

principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin

embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par

trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada

para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-

duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex

Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes

Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802

10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten

comercial

La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las

especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para

Ethernet de 100 Mbps

Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes

apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios

productos en el mercado

Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones

1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de

sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la

transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado

100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como

veremos a continuacioacuten)

Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue

utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que

puede seguir usando los mismos cables de par trenzado

2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por

otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)

y que se denominoacute 100BaseVG

Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea

3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable

consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda

3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten

denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito

4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente

sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet

utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es

lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)

VELOCIDAD

En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea

circulan a la velocidad de 10 Mbps

Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades

superiores tanto de 20 como de 100 Mbps

Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes

de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios

usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-

Windows

De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que

actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 27: Trabajo Ethernet

VALORES DE BER TIPICOS

Ethernet 10BASE-5 lt10^-8

Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10

Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11

Fiber Channel SONETSDHlt10^-12

GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8

CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7

5 TOPOLOGIAS

Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los

diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos

especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden

interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental

que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los

diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La

topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el

nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc

Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea

1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y

cableado (los medios) en la red

2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del

medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y

transmisioacuten de tokens (Token Ring)

3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones

La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia

todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para

utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento

en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten

de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a

cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la

red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host

y el proceso se vuelve a repetir

Topologiacutea de la Red Ethernet

La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo

de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se

conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos

forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal

La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el

cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de

cableado

TOPOLOGIA EN BUS

La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo

segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la

combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta

estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y

no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo

de estaciones de la red se fija en 1024

Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media

pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es

completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la

red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet

pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que

transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros

10-BASE-5

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto

Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados

transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo

agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del

cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la

estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la

interfaz se comunica con la computadora

Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que

acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una

tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el

transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso

llevar un microprocesador para controlar las transferencias

Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores

BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC

conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces

utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es

maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es

de 185 metros

10-BASE-2

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador

Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca

un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el

conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los

extremos si este se conecta directamente a un repetidor

TOPOLOGIA EN ESTRELLA

El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que

cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese

segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en

estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a

un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una

para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El

cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado

El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la

expansioacuten de la red

CONECTOR RJ-45

Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de

ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los

pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En

algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo

se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador

sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs

utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red

10-BASE-T

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico

Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas

10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios

Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia

entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-

BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con

un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red

Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se

puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la

conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos

casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores

5 Trama de red

En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de

datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos

especialmente en el Nivel de enlace de datos

Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten

chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de

datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel

de red

Formato de la trama de Ethernet

Trama DIX

Ethernet

Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS

8 bytes 6 bytes6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes

2 oacute 4

bytes

Trama IEEE

8023

Preaacutembul

oSOF Destino Origen

Longitu

dDatos Relleno FCS

7 bytes1

byte6 bytes

6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes4 bytes

Preaacutembulo

Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y

estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo

es

10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010

Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester

representan una forma de onda perioacutedica

SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama

Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s

consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes

significativo del campo de direccioacuten MAC de destino

Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor

debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF

Direccioacuten de destino

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se

enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast

o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar

si debe aceptar el paquete

Direccioacuten de origen

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se

enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la

direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos

Tipo

Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el

paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos

interpreta este campo

Datos

Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de

valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este

campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de

niveles superiores

FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)

Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de

Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el

receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la

trama

Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama

- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica

- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y

realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un

byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios

- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de

datos para obtener una suma

7 componentes de Ethernet

Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio

Ethernet a mano maacutes apropiado

Hay cuatro tipos principales de medios en uso

Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5

Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en

determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)

Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04

pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)

relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta

su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o

grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero

permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias

Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2

Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar

Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas

(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en

empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a

interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso

Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)

sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero

requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino

tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se

utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos

Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T

Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla

adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes

frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco

mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo

del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su

costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con

plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin

embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias

electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado

con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps

Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-

repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las

aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o

10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las

situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una

preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes

cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica

La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de

longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que

de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre

Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que

seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se

puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten

Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la

flexibilidad de la tecnologiacutea

Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet

Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de

paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation

Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE

liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha

vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan

Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el

disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene

aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una

resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir

la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas

Figura 1

El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura

1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes

electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras

que se comunican en la red

La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un

dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un

transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del

cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre

un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada

en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro

del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se

corte y se inserte una lsquoTrsquo

Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un

transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio

del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador

anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta

madre) y se conecta con el transceptor

Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra

fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las

sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite

la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute

en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato

digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el

transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente

llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la

potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la

operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o

recibiendo

Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las

intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema

operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta

instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la

transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido

finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple

dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede

contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria

de la computadora y el cable ether)

En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de

una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e

instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura

2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante

Figura 2

Capacidad de las redes Ethernet

El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden

transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una

computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red

no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar

datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico

total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y

pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace

posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa

que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por

ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o

muchas computadoras que generan cargas ligeras

La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE

8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo

suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles

Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El

propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red

sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una

longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo

el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama

La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se

encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que

es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser

transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por

un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se

encuentran en el campo da datos

La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de

direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023

permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite

solo direcciones de 6 Bytes

El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE

8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet

Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de

los cables utilizados

10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet

10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet

10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una

velocidad de 10 Mbps

100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica

multimodo (la F es por Fiber)

100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)

1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad

de 1 gigabite por segundo

1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S

es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)

1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L

es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)

Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado

Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del

nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran

aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de

legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces

de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor

adaptacioacuten y transicioacuten

Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos

Velocidad de transmisioacuten

- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea

Tipo de cable

- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea

Longitud maacutexima

- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones

repetidoras)

Topologiacutea

- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados

con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o

switches (estrella conmutada)

A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes

importantes

Tecnologiacuteas Ethernet

Tecnologiacutea

Velocidad de

transmisioacuten Tipo de cable

Distancia

maacutexima Topologiacutea

10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)

10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m

Estrella (Hub o

Switch)

10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o

Switch)

100BaseT4 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 3UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseTX 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 5UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m

No permite el uso de

hubs

1000BaseT 1000Mbps

4 pares trenzado

(categoriacutea 5e oacute

6UTP ) 100 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseSX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(multimodo) 550 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseLX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(monomodo) 5000 m

Estrella Full Duplex

(switch)

10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los

estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad

nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet

El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y

WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en

una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023

Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten

8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN

PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se

puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103

Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas

Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c

10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre

cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo

del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica

multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)

10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand

4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un

router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance

10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre

240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra

mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm

10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra

mono-modo (usando 1310nm)

10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre

fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido

interfaces enchufables de hasta 80-km

10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625

microm

10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado

para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera

SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-

ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas

distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)

Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado

principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin

embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par

trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada

para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-

duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex

Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes

Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802

10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten

comercial

La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las

especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para

Ethernet de 100 Mbps

Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes

apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios

productos en el mercado

Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones

1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de

sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la

transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado

100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como

veremos a continuacioacuten)

Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue

utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que

puede seguir usando los mismos cables de par trenzado

2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por

otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)

y que se denominoacute 100BaseVG

Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea

3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable

consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda

3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten

denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito

4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente

sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet

utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es

lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)

VELOCIDAD

En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea

circulan a la velocidad de 10 Mbps

Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades

superiores tanto de 20 como de 100 Mbps

Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes

de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios

usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-

Windows

De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que

actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 28: Trabajo Ethernet

3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones

La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia

todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para

utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento

en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten

de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a

cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la

red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host

y el proceso se vuelve a repetir

Topologiacutea de la Red Ethernet

La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo

de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se

conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos

forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal

La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el

cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de

cableado

TOPOLOGIA EN BUS

La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo

segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la

combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta

estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y

no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo

de estaciones de la red se fija en 1024

Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media

pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es

completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la

red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet

pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que

transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros

10-BASE-5

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto

Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados

transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo

agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del

cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la

estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la

interfaz se comunica con la computadora

Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que

acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una

tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el

transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso

llevar un microprocesador para controlar las transferencias

Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores

BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC

conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces

utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es

maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es

de 185 metros

10-BASE-2

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador

Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca

un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el

conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los

extremos si este se conecta directamente a un repetidor

TOPOLOGIA EN ESTRELLA

El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que

cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese

segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en

estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a

un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una

para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El

cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado

El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la

expansioacuten de la red

CONECTOR RJ-45

Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de

ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los

pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En

algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo

se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador

sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs

utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red

10-BASE-T

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico

Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas

10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios

Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia

entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-

BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con

un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red

Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se

puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la

conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos

casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores

5 Trama de red

En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de

datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos

especialmente en el Nivel de enlace de datos

Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten

chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de

datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel

de red

Formato de la trama de Ethernet

Trama DIX

Ethernet

Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS

8 bytes 6 bytes6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes

2 oacute 4

bytes

Trama IEEE

8023

Preaacutembul

oSOF Destino Origen

Longitu

dDatos Relleno FCS

7 bytes1

byte6 bytes

6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes4 bytes

Preaacutembulo

Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y

estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo

es

10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010

Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester

representan una forma de onda perioacutedica

SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama

Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s

consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes

significativo del campo de direccioacuten MAC de destino

Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor

debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF

Direccioacuten de destino

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se

enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast

o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar

si debe aceptar el paquete

Direccioacuten de origen

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se

enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la

direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos

Tipo

Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el

paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos

interpreta este campo

Datos

Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de

valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este

campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de

niveles superiores

FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)

Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de

Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el

receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la

trama

Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama

- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica

- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y

realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un

byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios

- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de

datos para obtener una suma

7 componentes de Ethernet

Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio

Ethernet a mano maacutes apropiado

Hay cuatro tipos principales de medios en uso

Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5

Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en

determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)

Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04

pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)

relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta

su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o

grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero

permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias

Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2

Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar

Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas

(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en

empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a

interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso

Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)

sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero

requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino

tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se

utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos

Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T

Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla

adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes

frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco

mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo

del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su

costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con

plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin

embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias

electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado

con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps

Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-

repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las

aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o

10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las

situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una

preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes

cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica

La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de

longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que

de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre

Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que

seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se

puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten

Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la

flexibilidad de la tecnologiacutea

Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet

Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de

paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation

Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE

liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha

vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan

Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el

disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene

aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una

resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir

la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas

Figura 1

El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura

1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes

electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras

que se comunican en la red

La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un

dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un

transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del

cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre

un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada

en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro

del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se

corte y se inserte una lsquoTrsquo

Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un

transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio

del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador

anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta

madre) y se conecta con el transceptor

Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra

fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las

sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite

la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute

en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato

digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el

transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente

llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la

potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la

operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o

recibiendo

Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las

intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema

operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta

instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la

transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido

finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple

dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede

contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria

de la computadora y el cable ether)

En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de

una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e

instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura

2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante

Figura 2

Capacidad de las redes Ethernet

El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden

transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una

computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red

no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar

datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico

total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y

pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace

posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa

que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por

ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o

muchas computadoras que generan cargas ligeras

La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE

8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo

suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles

Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El

propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red

sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una

longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo

el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama

La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se

encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que

es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser

transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por

un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se

encuentran en el campo da datos

La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de

direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023

permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite

solo direcciones de 6 Bytes

El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE

8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet

Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de

los cables utilizados

10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet

10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet

10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una

velocidad de 10 Mbps

100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica

multimodo (la F es por Fiber)

100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)

1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad

de 1 gigabite por segundo

1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S

es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)

1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L

es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)

Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado

Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del

nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran

aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de

legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces

de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor

adaptacioacuten y transicioacuten

Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos

Velocidad de transmisioacuten

- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea

Tipo de cable

- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea

Longitud maacutexima

- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones

repetidoras)

Topologiacutea

- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados

con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o

switches (estrella conmutada)

A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes

importantes

Tecnologiacuteas Ethernet

Tecnologiacutea

Velocidad de

transmisioacuten Tipo de cable

Distancia

maacutexima Topologiacutea

10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)

10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m

Estrella (Hub o

Switch)

10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o

Switch)

100BaseT4 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 3UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseTX 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 5UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m

No permite el uso de

hubs

1000BaseT 1000Mbps

4 pares trenzado

(categoriacutea 5e oacute

6UTP ) 100 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseSX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(multimodo) 550 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseLX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(monomodo) 5000 m

Estrella Full Duplex

(switch)

10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los

estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad

nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet

El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y

WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en

una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023

Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten

8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN

PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se

puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103

Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas

Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c

10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre

cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo

del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica

multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)

10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand

4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un

router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance

10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre

240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra

mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm

10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra

mono-modo (usando 1310nm)

10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre

fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido

interfaces enchufables de hasta 80-km

10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625

microm

10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado

para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera

SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-

ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas

distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)

Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado

principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin

embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par

trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada

para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-

duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex

Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes

Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802

10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten

comercial

La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las

especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para

Ethernet de 100 Mbps

Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes

apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios

productos en el mercado

Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones

1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de

sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la

transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado

100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como

veremos a continuacioacuten)

Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue

utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que

puede seguir usando los mismos cables de par trenzado

2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por

otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)

y que se denominoacute 100BaseVG

Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea

3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable

consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda

3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten

denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito

4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente

sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet

utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es

lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)

VELOCIDAD

En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea

circulan a la velocidad de 10 Mbps

Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades

superiores tanto de 20 como de 100 Mbps

Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes

de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios

usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-

Windows

De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que

actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 29: Trabajo Ethernet

no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo

de estaciones de la red se fija en 1024

Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media

pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es

completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la

red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet

pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que

transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros

10-BASE-5

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto

Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados

transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo

agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del

cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la

estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la

interfaz se comunica con la computadora

Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que

acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una

tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el

transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso

llevar un microprocesador para controlar las transferencias

Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores

BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC

conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces

utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es

maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es

de 185 metros

10-BASE-2

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador

Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca

un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el

conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los

extremos si este se conecta directamente a un repetidor

TOPOLOGIA EN ESTRELLA

El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que

cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese

segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en

estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a

un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una

para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El

cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado

El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la

expansioacuten de la red

CONECTOR RJ-45

Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de

ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los

pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En

algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo

se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador

sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs

utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red

10-BASE-T

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico

Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas

10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios

Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia

entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-

BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con

un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red

Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se

puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la

conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos

casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores

5 Trama de red

En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de

datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos

especialmente en el Nivel de enlace de datos

Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten

chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de

datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel

de red

Formato de la trama de Ethernet

Trama DIX

Ethernet

Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS

8 bytes 6 bytes6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes

2 oacute 4

bytes

Trama IEEE

8023

Preaacutembul

oSOF Destino Origen

Longitu

dDatos Relleno FCS

7 bytes1

byte6 bytes

6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes4 bytes

Preaacutembulo

Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y

estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo

es

10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010

Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester

representan una forma de onda perioacutedica

SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama

Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s

consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes

significativo del campo de direccioacuten MAC de destino

Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor

debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF

Direccioacuten de destino

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se

enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast

o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar

si debe aceptar el paquete

Direccioacuten de origen

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se

enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la

direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos

Tipo

Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el

paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos

interpreta este campo

Datos

Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de

valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este

campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de

niveles superiores

FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)

Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de

Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el

receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la

trama

Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama

- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica

- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y

realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un

byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios

- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de

datos para obtener una suma

7 componentes de Ethernet

Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio

Ethernet a mano maacutes apropiado

Hay cuatro tipos principales de medios en uso

Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5

Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en

determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)

Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04

pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)

relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta

su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o

grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero

permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias

Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2

Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar

Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas

(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en

empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a

interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso

Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)

sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero

requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino

tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se

utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos

Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T

Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla

adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes

frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco

mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo

del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su

costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con

plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin

embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias

electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado

con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps

Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-

repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las

aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o

10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las

situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una

preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes

cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica

La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de

longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que

de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre

Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que

seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se

puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten

Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la

flexibilidad de la tecnologiacutea

Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet

Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de

paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation

Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE

liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha

vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan

Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el

disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene

aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una

resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir

la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas

Figura 1

El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura

1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes

electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras

que se comunican en la red

La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un

dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un

transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del

cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre

un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada

en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro

del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se

corte y se inserte una lsquoTrsquo

Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un

transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio

del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador

anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta

madre) y se conecta con el transceptor

Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra

fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las

sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite

la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute

en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato

digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el

transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente

llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la

potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la

operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o

recibiendo

Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las

intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema

operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta

instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la

transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido

finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple

dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede

contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria

de la computadora y el cable ether)

En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de

una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e

instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura

2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante

Figura 2

Capacidad de las redes Ethernet

El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden

transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una

computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red

no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar

datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico

total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y

pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace

posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa

que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por

ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o

muchas computadoras que generan cargas ligeras

La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE

8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo

suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles

Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El

propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red

sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una

longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo

el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama

La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se

encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que

es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser

transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por

un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se

encuentran en el campo da datos

La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de

direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023

permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite

solo direcciones de 6 Bytes

El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE

8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet

Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de

los cables utilizados

10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet

10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet

10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una

velocidad de 10 Mbps

100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica

multimodo (la F es por Fiber)

100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)

1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad

de 1 gigabite por segundo

1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S

es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)

1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L

es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)

Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado

Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del

nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran

aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de

legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces

de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor

adaptacioacuten y transicioacuten

Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos

Velocidad de transmisioacuten

- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea

Tipo de cable

- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea

Longitud maacutexima

- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones

repetidoras)

Topologiacutea

- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados

con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o

switches (estrella conmutada)

A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes

importantes

Tecnologiacuteas Ethernet

Tecnologiacutea

Velocidad de

transmisioacuten Tipo de cable

Distancia

maacutexima Topologiacutea

10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)

10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m

Estrella (Hub o

Switch)

10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o

Switch)

100BaseT4 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 3UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseTX 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 5UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m

No permite el uso de

hubs

1000BaseT 1000Mbps

4 pares trenzado

(categoriacutea 5e oacute

6UTP ) 100 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseSX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(multimodo) 550 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseLX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(monomodo) 5000 m

Estrella Full Duplex

(switch)

10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los

estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad

nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet

El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y

WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en

una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023

Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten

8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN

PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se

puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103

Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas

Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c

10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre

cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo

del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica

multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)

10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand

4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un

router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance

10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre

240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra

mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm

10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra

mono-modo (usando 1310nm)

10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre

fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido

interfaces enchufables de hasta 80-km

10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625

microm

10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado

para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera

SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-

ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas

distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)

Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado

principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin

embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par

trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada

para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-

duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex

Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes

Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802

10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten

comercial

La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las

especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para

Ethernet de 100 Mbps

Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes

apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios

productos en el mercado

Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones

1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de

sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la

transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado

100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como

veremos a continuacioacuten)

Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue

utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que

puede seguir usando los mismos cables de par trenzado

2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por

otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)

y que se denominoacute 100BaseVG

Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea

3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable

consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda

3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten

denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito

4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente

sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet

utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es

lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)

VELOCIDAD

En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea

circulan a la velocidad de 10 Mbps

Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades

superiores tanto de 20 como de 100 Mbps

Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes

de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios

usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-

Windows

De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que

actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 30: Trabajo Ethernet

Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que

acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una

tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el

transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso

llevar un microprocesador para controlar las transferencias

Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores

BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC

conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces

utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es

maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es

de 185 metros

10-BASE-2

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador

Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca

un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el

conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los

extremos si este se conecta directamente a un repetidor

TOPOLOGIA EN ESTRELLA

El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que

cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese

segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en

estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a

un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una

para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El

cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado

El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la

expansioacuten de la red

CONECTOR RJ-45

Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de

ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los

pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En

algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo

se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador

sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs

utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red

10-BASE-T

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico

Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas

10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios

Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia

entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-

BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con

un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red

Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se

puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la

conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos

casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores

5 Trama de red

En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de

datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos

especialmente en el Nivel de enlace de datos

Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten

chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de

datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel

de red

Formato de la trama de Ethernet

Trama DIX

Ethernet

Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS

8 bytes 6 bytes6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes

2 oacute 4

bytes

Trama IEEE

8023

Preaacutembul

oSOF Destino Origen

Longitu

dDatos Relleno FCS

7 bytes1

byte6 bytes

6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes4 bytes

Preaacutembulo

Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y

estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo

es

10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010

Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester

representan una forma de onda perioacutedica

SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama

Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s

consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes

significativo del campo de direccioacuten MAC de destino

Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor

debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF

Direccioacuten de destino

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se

enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast

o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar

si debe aceptar el paquete

Direccioacuten de origen

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se

enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la

direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos

Tipo

Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el

paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos

interpreta este campo

Datos

Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de

valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este

campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de

niveles superiores

FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)

Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de

Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el

receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la

trama

Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama

- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica

- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y

realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un

byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios

- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de

datos para obtener una suma

7 componentes de Ethernet

Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio

Ethernet a mano maacutes apropiado

Hay cuatro tipos principales de medios en uso

Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5

Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en

determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)

Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04

pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)

relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta

su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o

grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero

permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias

Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2

Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar

Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas

(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en

empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a

interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso

Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)

sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero

requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino

tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se

utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos

Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T

Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla

adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes

frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco

mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo

del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su

costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con

plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin

embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias

electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado

con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps

Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-

repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las

aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o

10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las

situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una

preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes

cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica

La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de

longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que

de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre

Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que

seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se

puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten

Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la

flexibilidad de la tecnologiacutea

Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet

Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de

paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation

Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE

liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha

vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan

Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el

disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene

aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una

resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir

la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas

Figura 1

El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura

1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes

electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras

que se comunican en la red

La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un

dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un

transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del

cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre

un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada

en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro

del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se

corte y se inserte una lsquoTrsquo

Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un

transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio

del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador

anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta

madre) y se conecta con el transceptor

Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra

fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las

sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite

la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute

en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato

digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el

transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente

llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la

potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la

operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o

recibiendo

Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las

intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema

operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta

instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la

transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido

finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple

dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede

contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria

de la computadora y el cable ether)

En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de

una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e

instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura

2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante

Figura 2

Capacidad de las redes Ethernet

El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden

transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una

computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red

no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar

datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico

total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y

pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace

posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa

que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por

ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o

muchas computadoras que generan cargas ligeras

La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE

8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo

suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles

Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El

propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red

sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una

longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo

el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama

La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se

encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que

es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser

transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por

un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se

encuentran en el campo da datos

La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de

direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023

permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite

solo direcciones de 6 Bytes

El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE

8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet

Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de

los cables utilizados

10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet

10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet

10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una

velocidad de 10 Mbps

100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica

multimodo (la F es por Fiber)

100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)

1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad

de 1 gigabite por segundo

1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S

es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)

1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L

es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)

Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado

Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del

nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran

aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de

legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces

de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor

adaptacioacuten y transicioacuten

Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos

Velocidad de transmisioacuten

- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea

Tipo de cable

- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea

Longitud maacutexima

- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones

repetidoras)

Topologiacutea

- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados

con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o

switches (estrella conmutada)

A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes

importantes

Tecnologiacuteas Ethernet

Tecnologiacutea

Velocidad de

transmisioacuten Tipo de cable

Distancia

maacutexima Topologiacutea

10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)

10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m

Estrella (Hub o

Switch)

10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o

Switch)

100BaseT4 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 3UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseTX 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 5UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m

No permite el uso de

hubs

1000BaseT 1000Mbps

4 pares trenzado

(categoriacutea 5e oacute

6UTP ) 100 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseSX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(multimodo) 550 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseLX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(monomodo) 5000 m

Estrella Full Duplex

(switch)

10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los

estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad

nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet

El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y

WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en

una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023

Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten

8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN

PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se

puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103

Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas

Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c

10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre

cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo

del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica

multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)

10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand

4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un

router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance

10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre

240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra

mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm

10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra

mono-modo (usando 1310nm)

10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre

fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido

interfaces enchufables de hasta 80-km

10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625

microm

10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado

para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera

SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-

ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas

distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)

Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado

principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin

embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par

trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada

para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-

duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex

Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes

Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802

10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten

comercial

La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las

especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para

Ethernet de 100 Mbps

Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes

apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios

productos en el mercado

Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones

1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de

sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la

transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado

100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como

veremos a continuacioacuten)

Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue

utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que

puede seguir usando los mismos cables de par trenzado

2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por

otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)

y que se denominoacute 100BaseVG

Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea

3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable

consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda

3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten

denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito

4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente

sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet

utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es

lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)

VELOCIDAD

En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea

circulan a la velocidad de 10 Mbps

Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades

superiores tanto de 20 como de 100 Mbps

Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes

de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios

usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-

Windows

De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que

actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 31: Trabajo Ethernet

TOPOLOGIA EN ESTRELLA

El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que

cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese

segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en

estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a

un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una

para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El

cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado

El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la

expansioacuten de la red

CONECTOR RJ-45

Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de

ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los

pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En

algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo

se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador

sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs

utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red

10-BASE-T

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico

Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas

10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios

Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia

entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-

BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con

un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red

Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se

puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la

conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos

casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores

5 Trama de red

En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de

datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos

especialmente en el Nivel de enlace de datos

Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten

chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de

datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel

de red

Formato de la trama de Ethernet

Trama DIX

Ethernet

Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS

8 bytes 6 bytes6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes

2 oacute 4

bytes

Trama IEEE

8023

Preaacutembul

oSOF Destino Origen

Longitu

dDatos Relleno FCS

7 bytes1

byte6 bytes

6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes4 bytes

Preaacutembulo

Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y

estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo

es

10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010

Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester

representan una forma de onda perioacutedica

SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama

Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s

consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes

significativo del campo de direccioacuten MAC de destino

Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor

debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF

Direccioacuten de destino

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se

enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast

o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar

si debe aceptar el paquete

Direccioacuten de origen

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se

enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la

direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos

Tipo

Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el

paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos

interpreta este campo

Datos

Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de

valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este

campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de

niveles superiores

FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)

Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de

Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el

receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la

trama

Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama

- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica

- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y

realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un

byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios

- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de

datos para obtener una suma

7 componentes de Ethernet

Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio

Ethernet a mano maacutes apropiado

Hay cuatro tipos principales de medios en uso

Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5

Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en

determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)

Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04

pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)

relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta

su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o

grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero

permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias

Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2

Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar

Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas

(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en

empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a

interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso

Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)

sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero

requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino

tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se

utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos

Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T

Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla

adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes

frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco

mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo

del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su

costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con

plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin

embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias

electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado

con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps

Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-

repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las

aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o

10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las

situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una

preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes

cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica

La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de

longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que

de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre

Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que

seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se

puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten

Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la

flexibilidad de la tecnologiacutea

Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet

Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de

paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation

Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE

liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha

vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan

Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el

disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene

aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una

resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir

la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas

Figura 1

El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura

1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes

electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras

que se comunican en la red

La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un

dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un

transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del

cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre

un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada

en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro

del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se

corte y se inserte una lsquoTrsquo

Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un

transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio

del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador

anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta

madre) y se conecta con el transceptor

Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra

fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las

sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite

la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute

en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato

digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el

transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente

llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la

potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la

operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o

recibiendo

Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las

intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema

operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta

instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la

transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido

finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple

dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede

contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria

de la computadora y el cable ether)

En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de

una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e

instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura

2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante

Figura 2

Capacidad de las redes Ethernet

El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden

transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una

computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red

no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar

datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico

total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y

pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace

posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa

que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por

ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o

muchas computadoras que generan cargas ligeras

La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE

8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo

suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles

Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El

propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red

sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una

longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo

el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama

La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se

encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que

es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser

transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por

un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se

encuentran en el campo da datos

La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de

direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023

permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite

solo direcciones de 6 Bytes

El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE

8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet

Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de

los cables utilizados

10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet

10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet

10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una

velocidad de 10 Mbps

100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica

multimodo (la F es por Fiber)

100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)

1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad

de 1 gigabite por segundo

1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S

es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)

1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L

es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)

Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado

Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del

nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran

aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de

legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces

de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor

adaptacioacuten y transicioacuten

Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos

Velocidad de transmisioacuten

- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea

Tipo de cable

- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea

Longitud maacutexima

- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones

repetidoras)

Topologiacutea

- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados

con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o

switches (estrella conmutada)

A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes

importantes

Tecnologiacuteas Ethernet

Tecnologiacutea

Velocidad de

transmisioacuten Tipo de cable

Distancia

maacutexima Topologiacutea

10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)

10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m

Estrella (Hub o

Switch)

10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o

Switch)

100BaseT4 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 3UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseTX 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 5UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m

No permite el uso de

hubs

1000BaseT 1000Mbps

4 pares trenzado

(categoriacutea 5e oacute

6UTP ) 100 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseSX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(multimodo) 550 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseLX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(monomodo) 5000 m

Estrella Full Duplex

(switch)

10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los

estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad

nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet

El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y

WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en

una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023

Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten

8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN

PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se

puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103

Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas

Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c

10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre

cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo

del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica

multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)

10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand

4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un

router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance

10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre

240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra

mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm

10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra

mono-modo (usando 1310nm)

10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre

fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido

interfaces enchufables de hasta 80-km

10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625

microm

10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado

para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera

SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-

ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas

distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)

Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado

principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin

embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par

trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada

para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-

duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex

Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes

Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802

10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten

comercial

La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las

especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para

Ethernet de 100 Mbps

Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes

apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios

productos en el mercado

Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones

1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de

sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la

transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado

100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como

veremos a continuacioacuten)

Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue

utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que

puede seguir usando los mismos cables de par trenzado

2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por

otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)

y que se denominoacute 100BaseVG

Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea

3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable

consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda

3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten

denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito

4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente

sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet

utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es

lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)

VELOCIDAD

En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea

circulan a la velocidad de 10 Mbps

Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades

superiores tanto de 20 como de 100 Mbps

Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes

de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios

usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-

Windows

De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que

actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 32: Trabajo Ethernet

10-BASE-T

Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas

10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico

Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas

10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios

Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia

entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-

BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con

un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red

Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se

puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la

conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos

casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores

5 Trama de red

En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de

datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos

especialmente en el Nivel de enlace de datos

Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten

chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de

datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel

de red

Formato de la trama de Ethernet

Trama DIX

Ethernet

Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS

8 bytes 6 bytes6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes

2 oacute 4

bytes

Trama IEEE

8023

Preaacutembul

oSOF Destino Origen

Longitu

dDatos Relleno FCS

7 bytes1

byte6 bytes

6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes4 bytes

Preaacutembulo

Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y

estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo

es

10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010

Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester

representan una forma de onda perioacutedica

SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama

Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s

consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes

significativo del campo de direccioacuten MAC de destino

Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor

debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF

Direccioacuten de destino

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se

enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast

o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar

si debe aceptar el paquete

Direccioacuten de origen

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se

enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la

direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos

Tipo

Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el

paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos

interpreta este campo

Datos

Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de

valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este

campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de

niveles superiores

FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)

Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de

Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el

receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la

trama

Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama

- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica

- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y

realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un

byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios

- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de

datos para obtener una suma

7 componentes de Ethernet

Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio

Ethernet a mano maacutes apropiado

Hay cuatro tipos principales de medios en uso

Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5

Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en

determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)

Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04

pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)

relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta

su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o

grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero

permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias

Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2

Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar

Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas

(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en

empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a

interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso

Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)

sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero

requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino

tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se

utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos

Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T

Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla

adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes

frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco

mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo

del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su

costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con

plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin

embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias

electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado

con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps

Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-

repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las

aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o

10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las

situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una

preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes

cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica

La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de

longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que

de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre

Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que

seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se

puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten

Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la

flexibilidad de la tecnologiacutea

Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet

Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de

paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation

Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE

liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha

vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan

Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el

disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene

aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una

resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir

la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas

Figura 1

El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura

1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes

electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras

que se comunican en la red

La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un

dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un

transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del

cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre

un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada

en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro

del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se

corte y se inserte una lsquoTrsquo

Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un

transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio

del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador

anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta

madre) y se conecta con el transceptor

Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra

fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las

sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite

la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute

en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato

digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el

transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente

llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la

potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la

operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o

recibiendo

Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las

intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema

operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta

instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la

transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido

finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple

dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede

contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria

de la computadora y el cable ether)

En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de

una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e

instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura

2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante

Figura 2

Capacidad de las redes Ethernet

El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden

transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una

computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red

no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar

datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico

total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y

pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace

posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa

que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por

ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o

muchas computadoras que generan cargas ligeras

La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE

8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo

suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles

Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El

propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red

sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una

longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo

el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama

La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se

encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que

es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser

transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por

un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se

encuentran en el campo da datos

La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de

direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023

permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite

solo direcciones de 6 Bytes

El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE

8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet

Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de

los cables utilizados

10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet

10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet

10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una

velocidad de 10 Mbps

100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica

multimodo (la F es por Fiber)

100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)

1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad

de 1 gigabite por segundo

1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S

es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)

1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L

es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)

Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado

Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del

nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran

aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de

legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces

de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor

adaptacioacuten y transicioacuten

Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos

Velocidad de transmisioacuten

- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea

Tipo de cable

- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea

Longitud maacutexima

- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones

repetidoras)

Topologiacutea

- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados

con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o

switches (estrella conmutada)

A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes

importantes

Tecnologiacuteas Ethernet

Tecnologiacutea

Velocidad de

transmisioacuten Tipo de cable

Distancia

maacutexima Topologiacutea

10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)

10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m

Estrella (Hub o

Switch)

10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o

Switch)

100BaseT4 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 3UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseTX 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 5UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m

No permite el uso de

hubs

1000BaseT 1000Mbps

4 pares trenzado

(categoriacutea 5e oacute

6UTP ) 100 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseSX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(multimodo) 550 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseLX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(monomodo) 5000 m

Estrella Full Duplex

(switch)

10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los

estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad

nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet

El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y

WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en

una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023

Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten

8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN

PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se

puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103

Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas

Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c

10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre

cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo

del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica

multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)

10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand

4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un

router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance

10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre

240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra

mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm

10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra

mono-modo (usando 1310nm)

10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre

fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido

interfaces enchufables de hasta 80-km

10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625

microm

10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado

para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera

SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-

ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas

distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)

Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado

principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin

embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par

trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada

para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-

duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex

Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes

Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802

10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten

comercial

La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las

especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para

Ethernet de 100 Mbps

Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes

apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios

productos en el mercado

Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones

1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de

sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la

transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado

100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como

veremos a continuacioacuten)

Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue

utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que

puede seguir usando los mismos cables de par trenzado

2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por

otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)

y que se denominoacute 100BaseVG

Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea

3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable

consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda

3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten

denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito

4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente

sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet

utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es

lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)

VELOCIDAD

En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea

circulan a la velocidad de 10 Mbps

Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades

superiores tanto de 20 como de 100 Mbps

Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes

de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios

usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-

Windows

De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que

actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 33: Trabajo Ethernet

5 Trama de red

En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de

datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos

especialmente en el Nivel de enlace de datos

Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten

chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de

datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel

de red

Formato de la trama de Ethernet

Trama DIX

Ethernet

Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS

8 bytes 6 bytes6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes

2 oacute 4

bytes

Trama IEEE

8023

Preaacutembul

oSOF Destino Origen

Longitu

dDatos Relleno FCS

7 bytes1

byte6 bytes

6

bytes2 bytes

0 a 1500

bytes

0 a 46

bytes4 bytes

Preaacutembulo

Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y

estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo

es

10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010

Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester

representan una forma de onda perioacutedica

SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama

Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s

consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes

significativo del campo de direccioacuten MAC de destino

Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor

debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF

Direccioacuten de destino

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se

enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast

o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar

si debe aceptar el paquete

Direccioacuten de origen

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se

enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la

direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos

Tipo

Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el

paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos

interpreta este campo

Datos

Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de

valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este

campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de

niveles superiores

FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)

Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de

Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el

receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la

trama

Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama

- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica

- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y

realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un

byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios

- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de

datos para obtener una suma

7 componentes de Ethernet

Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio

Ethernet a mano maacutes apropiado

Hay cuatro tipos principales de medios en uso

Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5

Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en

determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)

Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04

pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)

relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta

su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o

grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero

permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias

Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2

Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar

Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas

(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en

empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a

interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso

Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)

sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero

requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino

tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se

utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos

Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T

Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla

adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes

frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco

mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo

del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su

costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con

plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin

embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias

electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado

con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps

Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-

repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las

aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o

10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las

situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una

preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes

cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica

La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de

longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que

de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre

Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que

seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se

puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten

Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la

flexibilidad de la tecnologiacutea

Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet

Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de

paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation

Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE

liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha

vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan

Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el

disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene

aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una

resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir

la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas

Figura 1

El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura

1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes

electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras

que se comunican en la red

La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un

dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un

transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del

cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre

un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada

en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro

del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se

corte y se inserte una lsquoTrsquo

Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un

transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio

del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador

anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta

madre) y se conecta con el transceptor

Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra

fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las

sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite

la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute

en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato

digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el

transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente

llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la

potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la

operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o

recibiendo

Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las

intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema

operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta

instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la

transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido

finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple

dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede

contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria

de la computadora y el cable ether)

En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de

una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e

instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura

2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante

Figura 2

Capacidad de las redes Ethernet

El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden

transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una

computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red

no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar

datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico

total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y

pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace

posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa

que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por

ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o

muchas computadoras que generan cargas ligeras

La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE

8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo

suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles

Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El

propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red

sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una

longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo

el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama

La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se

encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que

es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser

transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por

un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se

encuentran en el campo da datos

La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de

direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023

permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite

solo direcciones de 6 Bytes

El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE

8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet

Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de

los cables utilizados

10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet

10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet

10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una

velocidad de 10 Mbps

100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica

multimodo (la F es por Fiber)

100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)

1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad

de 1 gigabite por segundo

1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S

es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)

1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L

es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)

Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado

Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del

nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran

aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de

legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces

de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor

adaptacioacuten y transicioacuten

Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos

Velocidad de transmisioacuten

- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea

Tipo de cable

- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea

Longitud maacutexima

- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones

repetidoras)

Topologiacutea

- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados

con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o

switches (estrella conmutada)

A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes

importantes

Tecnologiacuteas Ethernet

Tecnologiacutea

Velocidad de

transmisioacuten Tipo de cable

Distancia

maacutexima Topologiacutea

10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)

10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m

Estrella (Hub o

Switch)

10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o

Switch)

100BaseT4 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 3UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseTX 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 5UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m

No permite el uso de

hubs

1000BaseT 1000Mbps

4 pares trenzado

(categoriacutea 5e oacute

6UTP ) 100 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseSX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(multimodo) 550 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseLX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(monomodo) 5000 m

Estrella Full Duplex

(switch)

10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los

estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad

nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet

El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y

WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en

una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023

Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten

8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN

PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se

puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103

Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas

Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c

10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre

cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo

del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica

multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)

10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand

4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un

router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance

10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre

240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra

mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm

10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra

mono-modo (usando 1310nm)

10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre

fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido

interfaces enchufables de hasta 80-km

10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625

microm

10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado

para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera

SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-

ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas

distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)

Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado

principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin

embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par

trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada

para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-

duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex

Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes

Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802

10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten

comercial

La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las

especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para

Ethernet de 100 Mbps

Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes

apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios

productos en el mercado

Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones

1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de

sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la

transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado

100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como

veremos a continuacioacuten)

Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue

utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que

puede seguir usando los mismos cables de par trenzado

2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por

otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)

y que se denominoacute 100BaseVG

Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea

3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable

consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda

3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten

denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito

4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente

sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet

utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es

lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)

VELOCIDAD

En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea

circulan a la velocidad de 10 Mbps

Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades

superiores tanto de 20 como de 100 Mbps

Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes

de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios

usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-

Windows

De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que

actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 34: Trabajo Ethernet

10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010

Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester

representan una forma de onda perioacutedica

SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama

Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s

consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes

significativo del campo de direccioacuten MAC de destino

Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor

debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF

Direccioacuten de destino

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se

enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast

o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar

si debe aceptar el paquete

Direccioacuten de origen

Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se

enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la

direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos

Tipo

Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el

paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos

interpreta este campo

Datos

Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de

valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este

campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de

niveles superiores

FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)

Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de

Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el

receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la

trama

Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama

- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica

- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y

realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un

byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios

- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de

datos para obtener una suma

7 componentes de Ethernet

Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio

Ethernet a mano maacutes apropiado

Hay cuatro tipos principales de medios en uso

Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5

Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en

determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)

Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04

pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)

relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta

su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o

grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero

permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias

Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2

Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar

Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas

(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en

empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a

interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso

Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)

sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero

requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino

tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se

utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos

Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T

Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla

adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes

frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco

mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo

del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su

costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con

plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin

embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias

electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado

con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps

Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-

repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las

aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o

10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las

situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una

preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes

cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica

La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de

longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que

de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre

Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que

seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se

puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten

Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la

flexibilidad de la tecnologiacutea

Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet

Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de

paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation

Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE

liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha

vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan

Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el

disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene

aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una

resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir

la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas

Figura 1

El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura

1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes

electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras

que se comunican en la red

La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un

dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un

transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del

cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre

un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada

en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro

del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se

corte y se inserte una lsquoTrsquo

Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un

transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio

del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador

anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta

madre) y se conecta con el transceptor

Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra

fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las

sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite

la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute

en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato

digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el

transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente

llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la

potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la

operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o

recibiendo

Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las

intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema

operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta

instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la

transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido

finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple

dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede

contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria

de la computadora y el cable ether)

En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de

una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e

instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura

2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante

Figura 2

Capacidad de las redes Ethernet

El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden

transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una

computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red

no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar

datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico

total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y

pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace

posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa

que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por

ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o

muchas computadoras que generan cargas ligeras

La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE

8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo

suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles

Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El

propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red

sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una

longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo

el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama

La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se

encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que

es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser

transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por

un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se

encuentran en el campo da datos

La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de

direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023

permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite

solo direcciones de 6 Bytes

El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE

8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet

Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de

los cables utilizados

10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet

10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet

10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una

velocidad de 10 Mbps

100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica

multimodo (la F es por Fiber)

100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)

1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad

de 1 gigabite por segundo

1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S

es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)

1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L

es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)

Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado

Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del

nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran

aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de

legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces

de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor

adaptacioacuten y transicioacuten

Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos

Velocidad de transmisioacuten

- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea

Tipo de cable

- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea

Longitud maacutexima

- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones

repetidoras)

Topologiacutea

- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados

con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o

switches (estrella conmutada)

A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes

importantes

Tecnologiacuteas Ethernet

Tecnologiacutea

Velocidad de

transmisioacuten Tipo de cable

Distancia

maacutexima Topologiacutea

10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)

10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m

Estrella (Hub o

Switch)

10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o

Switch)

100BaseT4 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 3UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseTX 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 5UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m

No permite el uso de

hubs

1000BaseT 1000Mbps

4 pares trenzado

(categoriacutea 5e oacute

6UTP ) 100 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseSX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(multimodo) 550 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseLX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(monomodo) 5000 m

Estrella Full Duplex

(switch)

10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los

estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad

nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet

El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y

WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en

una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023

Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten

8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN

PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se

puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103

Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas

Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c

10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre

cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo

del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica

multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)

10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand

4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un

router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance

10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre

240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra

mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm

10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra

mono-modo (usando 1310nm)

10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre

fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido

interfaces enchufables de hasta 80-km

10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625

microm

10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado

para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera

SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-

ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas

distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)

Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado

principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin

embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par

trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada

para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-

duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex

Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes

Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802

10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten

comercial

La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las

especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para

Ethernet de 100 Mbps

Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes

apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios

productos en el mercado

Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones

1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de

sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la

transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado

100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como

veremos a continuacioacuten)

Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue

utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que

puede seguir usando los mismos cables de par trenzado

2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por

otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)

y que se denominoacute 100BaseVG

Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea

3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable

consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda

3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten

denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito

4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente

sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet

utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es

lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)

VELOCIDAD

En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea

circulan a la velocidad de 10 Mbps

Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades

superiores tanto de 20 como de 100 Mbps

Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes

de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios

usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-

Windows

De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que

actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 35: Trabajo Ethernet

Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de

Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el

receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la

trama

Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama

- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica

- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y

realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un

byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios

- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de

datos para obtener una suma

7 componentes de Ethernet

Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio

Ethernet a mano maacutes apropiado

Hay cuatro tipos principales de medios en uso

Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5

Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en

determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)

Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04

pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)

relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta

su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o

grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero

permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias

Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2

Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar

Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas

(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en

empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a

interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso

Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)

sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero

requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino

tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se

utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos

Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T

Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla

adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes

frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco

mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo

del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su

costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con

plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin

embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias

electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado

con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps

Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-

repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las

aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o

10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las

situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una

preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes

cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica

La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de

longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que

de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre

Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que

seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se

puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten

Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la

flexibilidad de la tecnologiacutea

Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet

Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de

paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation

Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE

liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha

vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan

Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el

disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene

aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una

resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir

la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas

Figura 1

El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura

1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes

electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras

que se comunican en la red

La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un

dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un

transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del

cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre

un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada

en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro

del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se

corte y se inserte una lsquoTrsquo

Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un

transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio

del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador

anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta

madre) y se conecta con el transceptor

Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra

fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las

sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite

la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute

en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato

digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el

transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente

llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la

potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la

operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o

recibiendo

Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las

intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema

operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta

instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la

transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido

finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple

dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede

contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria

de la computadora y el cable ether)

En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de

una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e

instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura

2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante

Figura 2

Capacidad de las redes Ethernet

El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden

transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una

computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red

no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar

datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico

total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y

pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace

posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa

que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por

ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o

muchas computadoras que generan cargas ligeras

La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE

8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo

suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles

Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El

propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red

sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una

longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo

el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama

La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se

encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que

es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser

transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por

un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se

encuentran en el campo da datos

La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de

direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023

permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite

solo direcciones de 6 Bytes

El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE

8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet

Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de

los cables utilizados

10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet

10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet

10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una

velocidad de 10 Mbps

100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica

multimodo (la F es por Fiber)

100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)

1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad

de 1 gigabite por segundo

1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S

es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)

1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L

es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)

Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado

Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del

nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran

aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de

legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces

de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor

adaptacioacuten y transicioacuten

Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos

Velocidad de transmisioacuten

- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea

Tipo de cable

- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea

Longitud maacutexima

- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones

repetidoras)

Topologiacutea

- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados

con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o

switches (estrella conmutada)

A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes

importantes

Tecnologiacuteas Ethernet

Tecnologiacutea

Velocidad de

transmisioacuten Tipo de cable

Distancia

maacutexima Topologiacutea

10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)

10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m

Estrella (Hub o

Switch)

10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o

Switch)

100BaseT4 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 3UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseTX 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 5UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m

No permite el uso de

hubs

1000BaseT 1000Mbps

4 pares trenzado

(categoriacutea 5e oacute

6UTP ) 100 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseSX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(multimodo) 550 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseLX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(monomodo) 5000 m

Estrella Full Duplex

(switch)

10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los

estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad

nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet

El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y

WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en

una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023

Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten

8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN

PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se

puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103

Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas

Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c

10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre

cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo

del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica

multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)

10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand

4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un

router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance

10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre

240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra

mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm

10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra

mono-modo (usando 1310nm)

10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre

fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido

interfaces enchufables de hasta 80-km

10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625

microm

10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado

para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera

SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-

ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas

distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)

Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado

principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin

embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par

trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada

para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-

duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex

Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes

Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802

10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten

comercial

La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las

especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para

Ethernet de 100 Mbps

Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes

apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios

productos en el mercado

Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones

1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de

sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la

transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado

100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como

veremos a continuacioacuten)

Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue

utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que

puede seguir usando los mismos cables de par trenzado

2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por

otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)

y que se denominoacute 100BaseVG

Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea

3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable

consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda

3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten

denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito

4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente

sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet

utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es

lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)

VELOCIDAD

En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea

circulan a la velocidad de 10 Mbps

Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades

superiores tanto de 20 como de 100 Mbps

Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes

de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios

usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-

Windows

De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que

actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 36: Trabajo Ethernet

(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en

empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a

interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso

Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)

sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero

requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino

tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se

utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos

Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T

Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla

adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes

frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco

mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo

del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su

costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con

plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin

embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias

electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado

con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps

Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-

repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las

aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o

10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las

situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una

preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes

cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica

La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de

longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que

de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre

Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que

seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se

puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten

Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la

flexibilidad de la tecnologiacutea

Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet

Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de

paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation

Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE

liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha

vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan

Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el

disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene

aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una

resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir

la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas

Figura 1

El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura

1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes

electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras

que se comunican en la red

La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un

dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un

transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del

cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre

un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada

en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro

del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se

corte y se inserte una lsquoTrsquo

Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un

transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio

del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador

anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta

madre) y se conecta con el transceptor

Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra

fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las

sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite

la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute

en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato

digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el

transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente

llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la

potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la

operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o

recibiendo

Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las

intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema

operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta

instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la

transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido

finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple

dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede

contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria

de la computadora y el cable ether)

En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de

una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e

instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura

2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante

Figura 2

Capacidad de las redes Ethernet

El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden

transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una

computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red

no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar

datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico

total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y

pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace

posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa

que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por

ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o

muchas computadoras que generan cargas ligeras

La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE

8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo

suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles

Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El

propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red

sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una

longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo

el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama

La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se

encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que

es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser

transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por

un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se

encuentran en el campo da datos

La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de

direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023

permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite

solo direcciones de 6 Bytes

El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE

8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet

Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de

los cables utilizados

10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet

10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet

10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una

velocidad de 10 Mbps

100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica

multimodo (la F es por Fiber)

100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)

1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad

de 1 gigabite por segundo

1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S

es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)

1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L

es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)

Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado

Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del

nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran

aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de

legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces

de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor

adaptacioacuten y transicioacuten

Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos

Velocidad de transmisioacuten

- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea

Tipo de cable

- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea

Longitud maacutexima

- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones

repetidoras)

Topologiacutea

- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados

con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o

switches (estrella conmutada)

A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes

importantes

Tecnologiacuteas Ethernet

Tecnologiacutea

Velocidad de

transmisioacuten Tipo de cable

Distancia

maacutexima Topologiacutea

10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)

10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m

Estrella (Hub o

Switch)

10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o

Switch)

100BaseT4 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 3UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseTX 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 5UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m

No permite el uso de

hubs

1000BaseT 1000Mbps

4 pares trenzado

(categoriacutea 5e oacute

6UTP ) 100 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseSX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(multimodo) 550 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseLX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(monomodo) 5000 m

Estrella Full Duplex

(switch)

10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los

estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad

nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet

El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y

WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en

una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023

Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten

8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN

PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se

puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103

Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas

Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c

10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre

cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo

del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica

multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)

10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand

4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un

router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance

10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre

240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra

mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm

10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra

mono-modo (usando 1310nm)

10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre

fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido

interfaces enchufables de hasta 80-km

10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625

microm

10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado

para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera

SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-

ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas

distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)

Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado

principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin

embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par

trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada

para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-

duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex

Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes

Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802

10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten

comercial

La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las

especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para

Ethernet de 100 Mbps

Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes

apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios

productos en el mercado

Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones

1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de

sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la

transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado

100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como

veremos a continuacioacuten)

Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue

utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que

puede seguir usando los mismos cables de par trenzado

2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por

otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)

y que se denominoacute 100BaseVG

Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea

3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable

consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda

3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten

denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito

4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente

sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet

utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es

lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)

VELOCIDAD

En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea

circulan a la velocidad de 10 Mbps

Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades

superiores tanto de 20 como de 100 Mbps

Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes

de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios

usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-

Windows

De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que

actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 37: Trabajo Ethernet

La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de

longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que

de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre

Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que

seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se

puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten

Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la

flexibilidad de la tecnologiacutea

Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet

Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de

paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation

Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE

liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha

vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan

Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el

disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene

aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una

resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir

la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas

Figura 1

El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura

1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes

electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras

que se comunican en la red

La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un

dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un

transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del

cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre

un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada

en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro

del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se

corte y se inserte una lsquoTrsquo

Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un

transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio

del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador

anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta

madre) y se conecta con el transceptor

Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra

fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las

sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite

la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute

en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato

digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el

transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente

llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la

potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la

operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o

recibiendo

Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las

intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema

operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta

instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la

transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido

finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple

dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede

contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria

de la computadora y el cable ether)

En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de

una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e

instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura

2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante

Figura 2

Capacidad de las redes Ethernet

El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden

transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una

computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red

no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar

datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico

total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y

pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace

posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa

que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por

ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o

muchas computadoras que generan cargas ligeras

La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE

8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo

suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles

Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El

propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red

sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una

longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo

el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama

La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se

encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que

es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser

transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por

un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se

encuentran en el campo da datos

La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de

direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023

permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite

solo direcciones de 6 Bytes

El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE

8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet

Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de

los cables utilizados

10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet

10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet

10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una

velocidad de 10 Mbps

100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica

multimodo (la F es por Fiber)

100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)

1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad

de 1 gigabite por segundo

1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S

es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)

1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L

es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)

Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado

Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del

nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran

aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de

legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces

de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor

adaptacioacuten y transicioacuten

Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos

Velocidad de transmisioacuten

- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea

Tipo de cable

- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea

Longitud maacutexima

- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones

repetidoras)

Topologiacutea

- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados

con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o

switches (estrella conmutada)

A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes

importantes

Tecnologiacuteas Ethernet

Tecnologiacutea

Velocidad de

transmisioacuten Tipo de cable

Distancia

maacutexima Topologiacutea

10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)

10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m

Estrella (Hub o

Switch)

10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o

Switch)

100BaseT4 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 3UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseTX 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 5UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m

No permite el uso de

hubs

1000BaseT 1000Mbps

4 pares trenzado

(categoriacutea 5e oacute

6UTP ) 100 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseSX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(multimodo) 550 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseLX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(monomodo) 5000 m

Estrella Full Duplex

(switch)

10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los

estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad

nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet

El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y

WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en

una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023

Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten

8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN

PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se

puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103

Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas

Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c

10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre

cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo

del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica

multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)

10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand

4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un

router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance

10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre

240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra

mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm

10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra

mono-modo (usando 1310nm)

10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre

fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido

interfaces enchufables de hasta 80-km

10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625

microm

10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado

para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera

SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-

ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas

distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)

Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado

principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin

embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par

trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada

para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-

duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex

Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes

Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802

10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten

comercial

La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las

especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para

Ethernet de 100 Mbps

Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes

apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios

productos en el mercado

Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones

1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de

sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la

transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado

100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como

veremos a continuacioacuten)

Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue

utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que

puede seguir usando los mismos cables de par trenzado

2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por

otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)

y que se denominoacute 100BaseVG

Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea

3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable

consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda

3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten

denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito

4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente

sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet

utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es

lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)

VELOCIDAD

En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea

circulan a la velocidad de 10 Mbps

Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades

superiores tanto de 20 como de 100 Mbps

Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes

de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios

usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-

Windows

De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que

actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 38: Trabajo Ethernet

Figura 1

El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura

1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes

electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras

que se comunican en la red

La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un

dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un

transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del

cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre

un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada

en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro

del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se

corte y se inserte una lsquoTrsquo

Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un

transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio

del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador

anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta

madre) y se conecta con el transceptor

Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra

fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las

sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite

la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute

en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato

digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el

transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente

llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la

potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la

operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o

recibiendo

Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las

intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema

operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta

instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la

transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido

finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple

dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede

contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria

de la computadora y el cable ether)

En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de

una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e

instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura

2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante

Figura 2

Capacidad de las redes Ethernet

El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden

transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una

computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red

no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar

datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico

total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y

pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace

posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa

que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por

ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o

muchas computadoras que generan cargas ligeras

La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE

8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo

suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles

Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El

propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red

sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una

longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo

el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama

La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se

encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que

es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser

transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por

un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se

encuentran en el campo da datos

La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de

direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023

permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite

solo direcciones de 6 Bytes

El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE

8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet

Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de

los cables utilizados

10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet

10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet

10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una

velocidad de 10 Mbps

100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica

multimodo (la F es por Fiber)

100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)

1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad

de 1 gigabite por segundo

1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S

es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)

1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L

es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)

Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado

Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del

nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran

aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de

legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces

de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor

adaptacioacuten y transicioacuten

Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos

Velocidad de transmisioacuten

- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea

Tipo de cable

- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea

Longitud maacutexima

- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones

repetidoras)

Topologiacutea

- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados

con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o

switches (estrella conmutada)

A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes

importantes

Tecnologiacuteas Ethernet

Tecnologiacutea

Velocidad de

transmisioacuten Tipo de cable

Distancia

maacutexima Topologiacutea

10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)

10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m

Estrella (Hub o

Switch)

10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o

Switch)

100BaseT4 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 3UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseTX 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 5UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m

No permite el uso de

hubs

1000BaseT 1000Mbps

4 pares trenzado

(categoriacutea 5e oacute

6UTP ) 100 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseSX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(multimodo) 550 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseLX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(monomodo) 5000 m

Estrella Full Duplex

(switch)

10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los

estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad

nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet

El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y

WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en

una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023

Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten

8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN

PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se

puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103

Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas

Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c

10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre

cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo

del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica

multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)

10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand

4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un

router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance

10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre

240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra

mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm

10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra

mono-modo (usando 1310nm)

10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre

fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido

interfaces enchufables de hasta 80-km

10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625

microm

10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado

para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera

SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-

ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas

distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)

Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado

principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin

embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par

trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada

para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-

duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex

Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes

Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802

10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten

comercial

La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las

especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para

Ethernet de 100 Mbps

Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes

apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios

productos en el mercado

Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones

1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de

sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la

transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado

100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como

veremos a continuacioacuten)

Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue

utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que

puede seguir usando los mismos cables de par trenzado

2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por

otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)

y que se denominoacute 100BaseVG

Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea

3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable

consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda

3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten

denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito

4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente

sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet

utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es

lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)

VELOCIDAD

En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea

circulan a la velocidad de 10 Mbps

Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades

superiores tanto de 20 como de 100 Mbps

Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes

de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios

usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-

Windows

De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que

actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 39: Trabajo Ethernet

Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra

fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las

sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite

la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute

en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato

digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el

transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente

llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la

potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la

operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o

recibiendo

Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las

intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema

operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta

instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la

transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido

finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple

dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede

contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria

de la computadora y el cable ether)

En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de

una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e

instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura

2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante

Figura 2

Capacidad de las redes Ethernet

El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden

transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una

computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red

no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar

datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico

total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y

pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace

posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa

que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por

ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o

muchas computadoras que generan cargas ligeras

La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE

8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo

suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles

Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El

propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red

sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una

longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo

el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama

La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se

encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que

es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser

transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por

un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se

encuentran en el campo da datos

La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de

direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023

permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite

solo direcciones de 6 Bytes

El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE

8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet

Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de

los cables utilizados

10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet

10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet

10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una

velocidad de 10 Mbps

100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica

multimodo (la F es por Fiber)

100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)

1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad

de 1 gigabite por segundo

1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S

es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)

1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L

es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)

Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado

Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del

nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran

aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de

legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces

de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor

adaptacioacuten y transicioacuten

Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos

Velocidad de transmisioacuten

- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea

Tipo de cable

- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea

Longitud maacutexima

- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones

repetidoras)

Topologiacutea

- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados

con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o

switches (estrella conmutada)

A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes

importantes

Tecnologiacuteas Ethernet

Tecnologiacutea

Velocidad de

transmisioacuten Tipo de cable

Distancia

maacutexima Topologiacutea

10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)

10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m

Estrella (Hub o

Switch)

10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o

Switch)

100BaseT4 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 3UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseTX 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 5UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m

No permite el uso de

hubs

1000BaseT 1000Mbps

4 pares trenzado

(categoriacutea 5e oacute

6UTP ) 100 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseSX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(multimodo) 550 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseLX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(monomodo) 5000 m

Estrella Full Duplex

(switch)

10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los

estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad

nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet

El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y

WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en

una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023

Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten

8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN

PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se

puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103

Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas

Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c

10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre

cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo

del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica

multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)

10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand

4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un

router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance

10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre

240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra

mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm

10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra

mono-modo (usando 1310nm)

10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre

fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido

interfaces enchufables de hasta 80-km

10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625

microm

10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado

para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera

SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-

ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas

distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)

Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado

principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin

embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par

trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada

para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-

duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex

Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes

Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802

10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten

comercial

La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las

especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para

Ethernet de 100 Mbps

Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes

apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios

productos en el mercado

Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones

1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de

sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la

transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado

100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como

veremos a continuacioacuten)

Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue

utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que

puede seguir usando los mismos cables de par trenzado

2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por

otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)

y que se denominoacute 100BaseVG

Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea

3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable

consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda

3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten

denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito

4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente

sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet

utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es

lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)

VELOCIDAD

En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea

circulan a la velocidad de 10 Mbps

Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades

superiores tanto de 20 como de 100 Mbps

Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes

de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios

usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-

Windows

De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que

actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 40: Trabajo Ethernet

Figura 2

Capacidad de las redes Ethernet

El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden

transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una

computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red

no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar

datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico

total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y

pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace

posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa

que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por

ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o

muchas computadoras que generan cargas ligeras

La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE

8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo

suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles

Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El

propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red

sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una

longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo

el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama

La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se

encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que

es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser

transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por

un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se

encuentran en el campo da datos

La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de

direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023

permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite

solo direcciones de 6 Bytes

El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE

8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet

Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de

los cables utilizados

10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet

10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet

10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una

velocidad de 10 Mbps

100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica

multimodo (la F es por Fiber)

100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)

1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad

de 1 gigabite por segundo

1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S

es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)

1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L

es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)

Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado

Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del

nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran

aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de

legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces

de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor

adaptacioacuten y transicioacuten

Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos

Velocidad de transmisioacuten

- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea

Tipo de cable

- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea

Longitud maacutexima

- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones

repetidoras)

Topologiacutea

- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados

con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o

switches (estrella conmutada)

A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes

importantes

Tecnologiacuteas Ethernet

Tecnologiacutea

Velocidad de

transmisioacuten Tipo de cable

Distancia

maacutexima Topologiacutea

10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)

10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m

Estrella (Hub o

Switch)

10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o

Switch)

100BaseT4 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 3UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseTX 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 5UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m

No permite el uso de

hubs

1000BaseT 1000Mbps

4 pares trenzado

(categoriacutea 5e oacute

6UTP ) 100 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseSX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(multimodo) 550 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseLX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(monomodo) 5000 m

Estrella Full Duplex

(switch)

10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los

estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad

nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet

El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y

WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en

una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023

Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten

8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN

PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se

puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103

Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas

Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c

10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre

cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo

del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica

multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)

10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand

4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un

router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance

10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre

240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra

mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm

10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra

mono-modo (usando 1310nm)

10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre

fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido

interfaces enchufables de hasta 80-km

10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625

microm

10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado

para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera

SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-

ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas

distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)

Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado

principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin

embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par

trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada

para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-

duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex

Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes

Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802

10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten

comercial

La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las

especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para

Ethernet de 100 Mbps

Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes

apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios

productos en el mercado

Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones

1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de

sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la

transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado

100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como

veremos a continuacioacuten)

Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue

utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que

puede seguir usando los mismos cables de par trenzado

2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por

otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)

y que se denominoacute 100BaseVG

Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea

3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable

consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda

3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten

denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito

4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente

sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet

utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es

lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)

VELOCIDAD

En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea

circulan a la velocidad de 10 Mbps

Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades

superiores tanto de 20 como de 100 Mbps

Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes

de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios

usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-

Windows

De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que

actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 41: Trabajo Ethernet

La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE

8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo

suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles

Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El

propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red

sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una

longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo

el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama

La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se

encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que

es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser

transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por

un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se

encuentran en el campo da datos

La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de

direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023

permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite

solo direcciones de 6 Bytes

El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE

8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet

Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de

los cables utilizados

10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet

10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet

10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una

velocidad de 10 Mbps

100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica

multimodo (la F es por Fiber)

100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)

1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad

de 1 gigabite por segundo

1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S

es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)

1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L

es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)

Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado

Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del

nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran

aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de

legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces

de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor

adaptacioacuten y transicioacuten

Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos

Velocidad de transmisioacuten

- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea

Tipo de cable

- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea

Longitud maacutexima

- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones

repetidoras)

Topologiacutea

- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados

con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o

switches (estrella conmutada)

A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes

importantes

Tecnologiacuteas Ethernet

Tecnologiacutea

Velocidad de

transmisioacuten Tipo de cable

Distancia

maacutexima Topologiacutea

10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)

10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m

Estrella (Hub o

Switch)

10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o

Switch)

100BaseT4 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 3UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseTX 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 5UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m

No permite el uso de

hubs

1000BaseT 1000Mbps

4 pares trenzado

(categoriacutea 5e oacute

6UTP ) 100 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseSX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(multimodo) 550 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseLX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(monomodo) 5000 m

Estrella Full Duplex

(switch)

10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los

estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad

nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet

El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y

WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en

una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023

Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten

8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN

PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se

puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103

Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas

Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c

10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre

cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo

del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica

multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)

10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand

4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un

router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance

10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre

240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra

mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm

10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra

mono-modo (usando 1310nm)

10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre

fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido

interfaces enchufables de hasta 80-km

10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625

microm

10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado

para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera

SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-

ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas

distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)

Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado

principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin

embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par

trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada

para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-

duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex

Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes

Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802

10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten

comercial

La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las

especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para

Ethernet de 100 Mbps

Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes

apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios

productos en el mercado

Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones

1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de

sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la

transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado

100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como

veremos a continuacioacuten)

Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue

utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que

puede seguir usando los mismos cables de par trenzado

2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por

otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)

y que se denominoacute 100BaseVG

Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea

3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable

consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda

3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten

denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito

4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente

sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet

utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es

lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)

VELOCIDAD

En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea

circulan a la velocidad de 10 Mbps

Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades

superiores tanto de 20 como de 100 Mbps

Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes

de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios

usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-

Windows

De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que

actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 42: Trabajo Ethernet

La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de

direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023

permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite

solo direcciones de 6 Bytes

El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE

8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet

Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de

los cables utilizados

10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet

10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet

10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una

velocidad de 10 Mbps

100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica

multimodo (la F es por Fiber)

100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)

1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad

de 1 gigabite por segundo

1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S

es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)

1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L

es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)

Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado

Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del

nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran

aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de

legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces

de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor

adaptacioacuten y transicioacuten

Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos

Velocidad de transmisioacuten

- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea

Tipo de cable

- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea

Longitud maacutexima

- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones

repetidoras)

Topologiacutea

- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados

con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o

switches (estrella conmutada)

A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes

importantes

Tecnologiacuteas Ethernet

Tecnologiacutea

Velocidad de

transmisioacuten Tipo de cable

Distancia

maacutexima Topologiacutea

10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)

10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m

Estrella (Hub o

Switch)

10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o

Switch)

100BaseT4 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 3UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseTX 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 5UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m

No permite el uso de

hubs

1000BaseT 1000Mbps

4 pares trenzado

(categoriacutea 5e oacute

6UTP ) 100 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseSX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(multimodo) 550 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseLX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(monomodo) 5000 m

Estrella Full Duplex

(switch)

10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los

estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad

nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet

El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y

WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en

una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023

Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten

8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN

PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se

puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103

Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas

Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c

10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre

cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo

del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica

multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)

10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand

4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un

router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance

10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre

240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra

mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm

10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra

mono-modo (usando 1310nm)

10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre

fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido

interfaces enchufables de hasta 80-km

10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625

microm

10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado

para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera

SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-

ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas

distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)

Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado

principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin

embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par

trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada

para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-

duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex

Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes

Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802

10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten

comercial

La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las

especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para

Ethernet de 100 Mbps

Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes

apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios

productos en el mercado

Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones

1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de

sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la

transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado

100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como

veremos a continuacioacuten)

Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue

utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que

puede seguir usando los mismos cables de par trenzado

2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por

otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)

y que se denominoacute 100BaseVG

Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea

3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable

consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda

3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten

denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito

4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente

sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet

utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es

lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)

VELOCIDAD

En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea

circulan a la velocidad de 10 Mbps

Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades

superiores tanto de 20 como de 100 Mbps

Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes

de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios

usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-

Windows

De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que

actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 43: Trabajo Ethernet

Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del

nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran

aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de

legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces

de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor

adaptacioacuten y transicioacuten

Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos

Velocidad de transmisioacuten

- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea

Tipo de cable

- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea

Longitud maacutexima

- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones

repetidoras)

Topologiacutea

- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados

con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o

switches (estrella conmutada)

A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes

importantes

Tecnologiacuteas Ethernet

Tecnologiacutea

Velocidad de

transmisioacuten Tipo de cable

Distancia

maacutexima Topologiacutea

10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)

10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m

Estrella (Hub o

Switch)

10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o

Switch)

100BaseT4 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 3UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseTX 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 5UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m

No permite el uso de

hubs

1000BaseT 1000Mbps

4 pares trenzado

(categoriacutea 5e oacute

6UTP ) 100 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseSX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(multimodo) 550 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseLX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(monomodo) 5000 m

Estrella Full Duplex

(switch)

10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los

estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad

nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet

El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y

WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en

una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023

Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten

8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN

PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se

puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103

Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas

Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c

10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre

cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo

del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica

multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)

10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand

4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un

router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance

10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre

240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra

mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm

10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra

mono-modo (usando 1310nm)

10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre

fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido

interfaces enchufables de hasta 80-km

10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625

microm

10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado

para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera

SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-

ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas

distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)

Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado

principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin

embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par

trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada

para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-

duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex

Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes

Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802

10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten

comercial

La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las

especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para

Ethernet de 100 Mbps

Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes

apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios

productos en el mercado

Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones

1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de

sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la

transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado

100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como

veremos a continuacioacuten)

Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue

utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que

puede seguir usando los mismos cables de par trenzado

2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por

otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)

y que se denominoacute 100BaseVG

Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea

3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable

consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda

3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten

denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito

4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente

sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet

utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es

lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)

VELOCIDAD

En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea

circulan a la velocidad de 10 Mbps

Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades

superiores tanto de 20 como de 100 Mbps

Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes

de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios

usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-

Windows

De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que

actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 44: Trabajo Ethernet

Switch)

100BaseT4 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 3UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseTX 100Mbps

Par Trenzado

(categoriacutea 5UTP) 100 m

Estrella Half Duplex

(hub) y Full Duplex

(switch)

100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m

No permite el uso de

hubs

1000BaseT 1000Mbps

4 pares trenzado

(categoriacutea 5e oacute

6UTP ) 100 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseSX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(multimodo) 550 m

Estrella Full Duplex

(switch)

1000BaseLX 1000Mbps

Fibra oacuteptica

(monomodo) 5000 m

Estrella Full Duplex

(switch)

10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los

estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad

nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet

El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y

WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en

una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023

Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten

8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN

PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se

puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103

Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas

Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c

10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre

cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo

del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica

multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)

10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand

4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un

router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance

10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre

240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra

mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm

10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra

mono-modo (usando 1310nm)

10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre

fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido

interfaces enchufables de hasta 80-km

10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625

microm

10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado

para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera

SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-

ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas

distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)

Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado

principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin

embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par

trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada

para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-

duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex

Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes

Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802

10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten

comercial

La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las

especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para

Ethernet de 100 Mbps

Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes

apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios

productos en el mercado

Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones

1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de

sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la

transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado

100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como

veremos a continuacioacuten)

Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue

utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que

puede seguir usando los mismos cables de par trenzado

2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por

otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)

y que se denominoacute 100BaseVG

Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea

3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable

consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda

3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten

denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito

4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente

sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet

utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es

lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)

VELOCIDAD

En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea

circulan a la velocidad de 10 Mbps

Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades

superiores tanto de 20 como de 100 Mbps

Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes

de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios

usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-

Windows

De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que

actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 45: Trabajo Ethernet

Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas

Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c

10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre

cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo

del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica

multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)

10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand

4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un

router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance

10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre

240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra

mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm

10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra

mono-modo (usando 1310nm)

10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre

fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido

interfaces enchufables de hasta 80-km

10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625

microm

10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado

para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera

SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-

ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas

distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)

Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado

principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin

embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par

trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada

para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-

duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex

Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes

Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802

10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten

comercial

La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las

especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para

Ethernet de 100 Mbps

Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes

apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios

productos en el mercado

Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones

1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de

sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la

transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado

100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como

veremos a continuacioacuten)

Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue

utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que

puede seguir usando los mismos cables de par trenzado

2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por

otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)

y que se denominoacute 100BaseVG

Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea

3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable

consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda

3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten

denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito

4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente

sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet

utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es

lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)

VELOCIDAD

En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea

circulan a la velocidad de 10 Mbps

Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades

superiores tanto de 20 como de 100 Mbps

Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes

de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios

usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-

Windows

De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que

actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 46: Trabajo Ethernet

Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado

principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin

embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par

trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada

para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-

duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex

Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes

Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802

10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten

comercial

La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las

especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para

Ethernet de 100 Mbps

Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes

apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios

productos en el mercado

Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones

1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de

sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la

transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado

100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como

veremos a continuacioacuten)

Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue

utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que

puede seguir usando los mismos cables de par trenzado

2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por

otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)

y que se denominoacute 100BaseVG

Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea

3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable

consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda

3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten

denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito

4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente

sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet

utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es

lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)

VELOCIDAD

En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea

circulan a la velocidad de 10 Mbps

Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades

superiores tanto de 20 como de 100 Mbps

Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes

de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios

usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-

Windows

De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que

actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 47: Trabajo Ethernet

2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por

otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)

y que se denominoacute 100BaseVG

Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea

3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable

consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda

3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten

denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito

4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente

sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet

utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es

lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)

VELOCIDAD

En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea

circulan a la velocidad de 10 Mbps

Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades

superiores tanto de 20 como de 100 Mbps

Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes

de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios

usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-

Windows

De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que

actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 48: Trabajo Ethernet

Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para

evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el

traacutefico en la misma

Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades

superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea

de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea

implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas

Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los

denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones

complementarias como podremos descubrir maacutes adelante

Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad

Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo

de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper

Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de

transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas

divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes

de informacioacuten estudiado en la universidad de California

Alta velocidad en Ethernet

El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas

aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de

mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo

relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 49: Trabajo Ethernet

desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte

proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet

MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS

Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por

alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de

soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un

conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar

maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces

redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto

rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de

banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre

sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los

routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y

controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de

interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de

64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el

coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute

donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de

circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a

la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que

integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta

inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los

paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones

inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de

gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado

de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para

optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN

Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red

extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 50: Trabajo Ethernet

gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la

informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el

traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando

ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute

indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores

incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase

de un firewall

A POR LOS 10 GBPS

Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas

empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya

ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que

ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas

previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar

Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no

soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual

sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu

aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros

Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10

Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo

de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o

156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps

PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA

Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores

habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de

banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 51: Trabajo Ethernet

conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las

tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red

TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA

El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva

tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino

tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en

cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado

en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta

adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque

los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea

tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y

anaacutelisis de red existentes

El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la

definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como

La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la

actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en

una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su

calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute

Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica

como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de

grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo

estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 52: Trabajo Ethernet

Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera

puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones

macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo

Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo

de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a

traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades

Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia

de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las

relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la

interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y

Viviescas 1996)

En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998

210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto

juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso

social colectivo y es multifuncionalrdquo

Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se

realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las

actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de

sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en

sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa

Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o

privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y

asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En

consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias

culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en

ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 53: Trabajo Ethernet

con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno

de la ciudad

A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los

usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las

cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el

rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio

(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar

en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que

son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el

asecho sexual y la inseguridad femenina

Codificacioacuten

Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar

datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la

transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos

niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1

Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente

continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos

100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite

codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica

multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de

codificaciones

Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet

10Base-T 100Base-TX

Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
    • DESENCAPSULADO
    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
    • CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
      • 5 Trama de red
        • Formato de la trama de Ethernet
        • 7 componentes de Ethernet
        • Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
          • Capacidad de las redes Ethernet
            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
Page 54: Trabajo Ethernet

Codificacioacuten Manchester 4B5B

Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3

Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP

Figura 4 Codificaciones Ethernet

iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3

La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda

forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La

transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria

alternada

10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester

10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester

10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester

100BASEFX trabaja con la cod 4B5B

100BASETX trabaja con la cod 4B5B

1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

  • 8 Arquitectura de Ethernet
    • Arquitectura (estructura loacutegica)
    • Deteccioacuten de portadora
    • Deteccioacuten de colisiones
    • Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
    • Caracteriacutesticas de CSMACD
    • TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
    • ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
    • ENCAPSULADO
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    • ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
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        • Formato de la trama de Ethernet
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            • Codificacioacuten
              • Cuestioacuten de Seguridad
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1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS

Cuestioacuten de Seguridad

Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso

de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un

Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados

al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va

dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC

para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en

seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de

informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora

intrusa intercepte esta informacioacuten

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    • Arquitectura (estructura loacutegica)
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