3-1

Agenda

• Ethernet

• Token Ring

• FDDI

• Servicios de Capa 2

3-2

Tecnologías LAN

• Ethernet

• Token Ring

• FDDIFDDI

Dual Ring

TokenRing

3-3

Ethernet y IEEE 802.3Ethernet y IEEE 802.3

• Beneficios y antecedentes– Ethernet es la tecnología LAN mas popular pues consigue un

buen balance entre velocidad, costo y facilidad de instalacion

– Soporta virtualmente todos los protocolos de red

– DIX (Xerox , luego DEC & Intel in 1980 )

• Revisiones de especificaciones Ethernet – Fast Ethernet (IEEE 802.3u) eleva de 10 Mbps a 100 Mbps

– Gigabit Ethernet otra extension de IEEE 802.3 que aumenta a 1000 Mbps, o 1 Gbps, luego 10 GE

3-4

Ethernet y IEEE 802.3

• Existen varias variantes de entramado (framing) para esta tecnología LAN

3-5

LANvelocidad (Mbps)

100BaseFX

“Base” = baseband“Broad” = broadband

Indica tipo de cableY longitud máxima. Si es un número N,max. long = N x 100 m

Nomenclatura Ethernet Nomenclatura Ethernet

3-6

Ethernet y Fast Ethernet

ProtocolMax. Segment

Length (m)Transmission

Medium Application

10Base2 185 50-ohm coaxial A: Link user stations

10Base5 500 50-ohm coaxial A: Link user stations

10BaseF Refers to 10BaseFB, 10BaseFL, and 10Base FP

10BaseFB 2000 Fiber-optic A: Add segments

10BaseFL 1000–2000 Fiber-optic A: Operate w/ FOIRL

10BaseFP 500 Fiber-optic Star topo w/out repeaters

10BaseT 100 2-pairs TP Sends link signals

10Broad36 3600 Broadband coax A: Broadband

100BaseFX 400 2 strands of multimode fiber-optic cable

100BaseT 100 UTP 10BaseT function + more

100BaseT4 100 4 prs Cat 3-5 UTP -

100BaseTX 100 2 prs UTP or STP -

100BaseX Refers to 2 strand/pair 100BaseFX and 100BaseTX

3-7

CSMA CD Ethernet

AA BB CC DD

• Accecso compartido al medio• Inicio TX si no detecto actividad en el Medio (Carrier Sense ó CS)• TX envía a destino(s)

3-8

Transmisión en el Medio

AA BB CC DD

Data LinkNetworkTransportSessionPresentationApplication

Physical

Todos reciben la trama Si el destinatario reconoceque el mensaje es parael, “levanta “ la trama hastala capa 7

3-9

Destino Identificado

AA BB CC DD

C

Data LinkNetworkTransportSessionPresentationApplication

Physical

B y D

Data LinkNetworkTransportSessionPresentationApplication

Physical

ORIGEN DESTINOSi no identificaQue es para el,

descarta laTrama

DESTINATARIO(S) NO DESTINATARIOS

3-10

Ethernet Broadcast

D

Data LinkNetworkTransportSessionPresentationApplication

Physical

C

Data LinkNetworkTransportSessionPresentationApplication

Physical

B

Data LinkNetworkTransportSessionPresentationApplication

Physical

A

Data LinkNetworkTransportSessionPresentationApplication

Physical

Todos son destinatarios

3-11

Deteccion de Colisiones

B C DDAA

B C DAFigura 1

Figura 2

Colisión

Inicia TX

Inicia TX

3-12

Deteccion de Colisiones

La ventana de tiempo de detección es 2 x Delay depropagación en el segmento por lo cual lo limita.

3-13

Bloqueo de TX

Colision detectada por C

CC

B C DDAA

BA D

JAMJAMJAMJAMJAM JAM

C envía señal de bloqueo (JAM)

3-14

Timer Reintento al azar

B C DA

Colision

B C DA

JAMJAMJAMJAMJAM JAM

• Carrier Sense Multiple Access con Collision Detection (CSMA/CD)

TIMER TIMERSDiferentes

3-15

Reinicio TXReinicio TX

B C DA

Inicia TX

La primera estación en cumplir el timersensa el medio y si no hay señalreinicia el intento de transmimtir

3-16

Alternativas veloces Ethernet

• Fast Ethernet

• Fast EtherChannel®

• Gigabit Ethernet GE y 10GE

• Gigabit EtherChannel

FE FE

10GE

GEFEC

ServersGrupo

Edificioó

Campus

MAN

GEFEC

GE

3-17

Fast EtherChannel

Grupo de múltiples interfases Fast Ethernet Grupo de múltiples interfases Fast Ethernet en un camino lógico transparente al usuarioen un camino lógico transparente al usuarioGrupo de múltiples interfases Fast Ethernet Grupo de múltiples interfases Fast Ethernet en un camino lógico transparente al usuarioen un camino lógico transparente al usuario

• Ancho de Banda escalable a 800+ Mbps

• Usa Fast Ethernet standard

• Balancep de carga por caminos paralelos

• Extensible a Gigabit Ethernet ( Gigabit Etherchannel)400 Mb400 Mb400 Mb400 Mb

600 Mb600 Mb600 Mb600 Mb

800 Mb800 Mb800 Mb800 Mb

800 Mb800 Mb800 Mb800 Mb

3-18

• 1000-Mbps

• Tramas 802.3/Ethernet

• Full duplex o half duplex

• Fibra o cobre

• 100% compatible con:– Protocolos de Red

– Sistemas operativos de RED

– Aplicaciones de Red

– Network management

– GE y 10GE

20%

80%Workgroup

20%

80%Backbone

Gigabit Ethernet GE y 10GE

3-19

Token Ring (IEEE 802.5)Token Ring (IEEE 802.5)

• Historia– Desarrollado por IBM en los 70; IEEE 802.5

es totalmente compatible con Token Ring

– Es Historia desde 1997

• Características– Token determina transmisión evitando colisiones

– Ideal para aplicaciones (fabricas y automatización) donde el retardo debe ser determinístico y robusto para la operación del sistema

– Mas dificil y costoso de implementar que Ethernet, pero impactaba menos al agregar usuarios

3-20

Ancho de Banda de Token Ring

IBM Token Token RingRing Network IEEE 802.5

Velocidad 4 or 16 Mbps 4 or 16 Mbps

Usr/Segmento 260 STP, 72 UTP 250

Topología Star No especificado

Medio Twisted-pair No especificado

Señalización Baseband Baseband

3-21

Topología Token Ring

• Anillo Lógico , pero estrella física con repetidor MAU

Shielded ó Unshielded Twisted-Pair(STP , UTP)

MAU

3-22

Operacion del Token Ring

AA T = 0

T

• Token Ring LANs continuamente pasan un permiso (Token) o Token Ring frame

3-23

Operacion del Token Ring

AA T = 0

T Data

AA T = 1

T

• Token Ring LANs continuamente pasan un permiso (Token) o Token Ring frame

Cada USR toma el

permiso (Token) y si no tiene nada para TX lo devuelve al anillo

3-24

Token Ring

AA T = 0

T Data

AA T = 1

A T = 0

T

T

3-25

Token RingToken Ring

• Confiable, minimiza colisiones

• Token passing/token seizing

• 4- or 16-Mbps

• Poco impacto en el desempeño al

aumentar el número de usuarios

• Popular en Bancos y Fábricas de EEUU

3-26

Fiber Distributed Data Interface (FDDI)

• Fiber Distributed Data Interface (FDDI)– ANSI X3T9.5 mediados de 1980s

– 100-Mbps token-passing network

– Fiber-optic cable con max. distancia 2 km

– Arquitectura Dual-ring redundante

– Usado por corporaciones grandes y backbones de carrier

• CDDI– Implementa FDDI sobre STP y UTP

– Transmite a 100 Mbps a 100 m

FDDIRing doble

100 Mbps

3-27

FDDIFDDI

• Architecture Dual-ring– Ring Primario para transmisión de información

– Ring Secundario para confiabilidad

• Componentes– Single attachment station (SAS)—PCs

– Dual attachment station (DAS)—Servers

– Concentradores

• FDDI concentradores

– También llamdo dual-attached concentrator (DAC)

– Pieza de la red FDDI

– Conecta ambos anillos y asegura que cualqueir falla de SAS (o energia en ese nodo) no rompa el anillo.

3-28

FDDI NetworkFDDI Network

WAN

ConcentradorFDDI

SAS SAS

DAS

DAS

Ring Primario

Ring Secundario

3-29

FDDI RESILENCIAFDDI RESILENCIA

ReestableceEl Anillo

ReestableceEl Anillo

Falla

3-30

FDDIFDDI

• Propiedades– 100-Mbps token-passing network

– Single-mode (100 km), double-mode (2 km)

– CDDI transmite a 100 Mbps 100 m

– Arquitectura Dual-ring para resilencia

• Fibra Optical versus cobre– Seguridad, confiabilidad, y desempeño son mejorados pues

es inmune a intergerencias electromagnéticas

– Mucho mayor Ancho de Bande (BW) y distancia que el cobre

3-31

Resumen TopologíasResumen Topologías

• Tecnologías LAN Ethernet,T R y FDDI

• Ethernet, FE, GE, 10GE– Supremacia del mercado

– Buen balance de velocidad, costo y facilidad de instalacion

– 10 Mbps a 1000 Mbps (1Gbps) a 10 Gbps)

• Token Ring– Primariamente usado en redes IBM ,4 Mbps a 16 Mbps, Hoy Obsoleto por fast

Ethernet y Gigabit Ethernet

• FDDI– Primariamente usado antes que existiera Gigabit

– Soportaba grandes distancias con fibra óptica

– Limitado a 100 Mbps hoy obsoleto

3-32

Servicios de la Capa 2

3-33

Temas de Diseño de Data LinkTemas de Diseño de Data Link

•Servicios Brindados a la Capa 3 de Red

•Entramado (Framing)

•Control de Error

•Control de Flujo (Flow Control)

3-34

Funciones de Data Link CAPA 2

Funciones de Data Link CAPA 2

Relationship between packets and frames.

ENCAPSULADO

3-35

Servicios Brindados a la CAPA 3 (ó Network Layer)

Servicios Brindados a la CAPA 3 (ó Network Layer)

CONEXION VIRTUAL Flujo Real

3-36

Servicios Brindados a la CAPA 3 (ó Network Layer)

Servicios Brindados a la CAPA 3 (ó Network Layer)

3 3

ENCAPSULADO

3-37

Entramado (Framing)Entramado (Framing)

A character stream. (a) Without errors. (b) With one error.

PERDIDA DE SINCRONISMO

Cuando empieza la Próxima trama ??

3-38

Entramado por DLE STX y ETXEntramado por DLE STX y ETX

DLE STX A BDLE DLE C ETX

DLE STX A BDLE ETX

DLE STX A BDLE DLE ETX

DLE

DLE

DLE DLE DLE

Comienzo detrama

Fin detrama

Que pasaría si DATO=ETX?

Solución: Relleno de DLE Si DATO = ETX en Capa 2 hacia Capa 1

Envio hacia Capa 3del lado receptor Siempre

Elimina 1 de 2 DLE

ETX

DLE

DATOS

3-39

Framing Otra PosibilidadFraming Otra Posibilidad

(a) Trama delimitada por flag bytes.

(b) Cuatro ejemplos de stuffing para caracteres “especiales”.

3-40

Comienzo de Trama por Indicador ej: 01111110

Bit stuffing luego de 5 unos cuando el Indicador es 01111110

(a) El dato original recibido de capa 3.

(b) El dato en capa 1.

(c) El dato el el receptor al enviarse a Capa 3

Framing Otra PosibilidadFraming Otra Posibilidad

3-41

Error-Correcting CodesError-Correcting Codes

3-42

Detección y Corrección de Errores

Detección y Corrección de Errores

• Código n = información + redundancia• Distancia de Hamming = N° de bits diferentes10001001 n1

10110001 n2

00111000 (XOR) d = 3 (3 errores hacen n1 = n2)• Lista de codigos legales =y resto no es válido• Para detectar e errores d = e + 1• Para corregir e errores d = 2 e + 1

DETECCION CORRECCION y1 x x x y2 y1 x x x x x x y2

3-43

Ejemplo Paridad PAR e IMPAREjemplo Paridad PAR e IMPAR

• Agrega 1 Bit de redundancia• Suma de unos par = Even• Suma de unos impar = Odd

d=2 ¿porque?1 0 1 0 1 0 1 0 Even 7,E1 0 1 0 1 0 1 1 Odd 7,O

BIT de redundancia

3-44

Ejemplo hallar e Ejemplo hallar e

Dados 4 códigos legales, hallar :d, bits de error e que detecta, y e que corrije

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

d = e + 1 d = 2 e + 1

3-45

Ejemplo DetecciónEjemplo Detección

0 0 0 0 0 1

0 1 1

0 1 0

1 1 11 1 0

1 0 01 0 1

d = 2

e = d – 1 = 1

y legalilegal

No puede CorregirSolo detectar

Incierto

Incierto Incierto

3-46

Ejemplo Corrección Ejemplo Corrección

d = 3e = (3 – 1)/2

CorrecciónDe 1 error

ilegal2 erroresIncierto

2 erroresIncierto

2 erroresIncierto

3-47

High-Level Data Link ControlHDLC

High-Level Data Link ControlHDLC

Formato de Trama

Protocolo orientado a Bits

Indicador es 01111110

3-48

HDLC Campo de ControlHDLC Campo de Control

Trama de Información

Trama de Supervisión

Trama no numerada

3-49

PPP – Point to Point ProtocolPPP – Point to Point Protocol

3-50

PPP – Point to Point Protocol (2)

PPP – Point to Point Protocol (2)

3-51

PPP – Point to Point Protocol (3) LCP

PPP – Point to Point Protocol (3) LCP

3-52

TRAMAS ETHERNETTRAMAS ETHERNET

3-53

UNICAST MULTICASTUNICAST MULTICAST

3-54

BROADCASTS Y COLISIONESBROADCASTS Y COLISIONES

3-55

DOMINIOS DE BRODCAST Y DE COLISIONES

DOMINIOS DE BRODCAST Y DE COLISIONES

3-56

COMO CONECTARSECOMO CONECTARSE

3-57

BRIDGEBRIDGE

3-58

STPSTP

3-59

STPSTP

3-60

EVOLUCION DE STPEVOLUCION DE STP

3-61

802.1w BASICO802.1w BASICO

3-62

VLANVLAN

3-63

VLAN TRUNK 802.1QVLAN TRUNK 802.1Q

3-64

VLAN TAGSVLAN TAGS

3-65

VLAN TAGVLAN TAG

3-66

802.1Q TUNNELING Q in Q802.1Q TUNNELING Q in Q

3-67

802.1S MSTP802.1S MSTP

3-68

802.3ad ETHERCHANNEL802.3ad ETHERCHANNEL

3-69

ETHERCHANNELETHERCHANNEL

3-70

METRO ETHERNETMETRO ETHERNET

3-71

METRO E-LMIMETRO E-LMI