PDF de programación - Tema 5 - Redes de área local

Arquitectura de redes

Tema 5

Redes de área local

Arquitectura de protocolos

Topologías

Implementación del control de acceso al medio

Red de área local Ethernet (IEEE 802.3)

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Tema 5

Aplicaciones de redes LANs

4 LANs de computadores personales

Bajo coste: Velocidad limitada (<10Mbits/seg)

4 Redes de respaldo y almacenamiento

Interconexión de sistemas grandes (mainframes y dispositivos de almacenamiento masivo

; Alta velocidad de transmisión (+100 Mbits/seg)
; Interfaces de alta velocidad
; Acceso distribuido. Dispositivos comparten el mismo medio.
; Distancia y número de dispositivos limitados.

4 Redes ofimáticas de alta velocidad

Aplicaciones gráficas, Alta capacidad de almacenamiento local.

4 LANs troncales

Interconexión de redes LANs de baja velocidad

Fiabilidad: evita interrupciones en el tráfico.

Capacidad: escalabilidad.

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Coste

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Tema 5

Arquitectura de protocolos en LANs

4 Niveles más bajos de OSI (físico y enlace).

Especificaciones en el modelo IEEE 802.

Físico

; Codificación/decodificación
; Generación/eliminación de preámbulos
; Recepción/transmisión de bits
; Medio de transmisión y topología

P MAC

; Ensamblado de dato en una trama con campos de

detección de errores y dirección.

; Desemsamblado de tramas (errores y dirección).
; Control de acceso al medio de transmisión.

LLC

; Interface a niveles más altos
; Control de errores y de flujo
; Varias opciones de MAC disponibles para el

mismo LLC

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Tema 5

Encapsulado en LANs

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Tema 5

Topologías de LANs

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Topología en Bus y Arbol

4 Medio multipunto

4 La transmisión se propaga a través

del medio.

Todas las estaciones escuchan.

; Necesidad de identificar las estaciones

destino.

; Cada estación tiene una dirección

única

4 Conexión full duplex entre la

estación y la toma de conexión

Necesidad de regular la transmisión para
evitar colisiones

4 Terminador absorbe las tramas al

final del medio.

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Tema 5

LAN en Bus

4 Balanceo de la señal

La señal debe ser lo suficientemente fuerte para cumplir los requisitos de los receptores en
cualquier combinación de transmisión.

Relación señal ruido adecuada

No tan fuerte que sobrecargue el transmisor

Usualmente se divide la red en pequeños segmentos

Los enlaces se implementan con amplificadores o repetidores.

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Tema 5

Medios de Transmisión en Bus

4 Par trenzado

No es práctico en bus compartido con altas velocidades de transmisión

4 Cable coaxial de banda base

Usado en Ethernet.

4 Cable coaxal de banda ancha

Incluido en la especificación 802.3 pero no usado.

4 Fibra óptica

Caro

Mejores alternativas.

4 Pocas instalaciones nuevas

Reemplazado por par trenzado o fibra óptica en estrella.

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Tema 5

Topología en anillo

4 Repetidores unidos por enlaces punto

a punto en un lazo cerrado.

Reciben datos de un enlace y lo retransmiten al
siguiente

Enlaces son unidireccionales.

Las estaciones están unidas a los repetidores.

4 Datos de las tramas

Pasan por todas las estaciones.

La estación destino reconoce la trama y la
copia.

La trama circula de vuelta al origen donde es
eliminada

4 MAC determina cuando una estación

puede insertar una trama.

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Tema 5

LAN en anillo

4 Cada repetidor se conecta al siguiente mediante un enlace unidireccional.

4 Camino cerrado único

4 Los datos son transferidos bit a bit desde un repetidor al siguiente

4 El repetidor regenera y repite cada bit

4 Repetidores realizan inserción de datos, recepción y eliminación

4 Los repetidores actúan como punto de conexión del dispositivo

4 Los paquetes son eliminados por el repetidor destino o por el que lo envió

(circulación completa a través del anillo).

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Tema 5

Medio en el anillo

4 Par trenzado

4 Coaxial banda base

4 Fibra óptica

4 No usa cable coaxial en banda ancha

Tendría que recibir y transmitir asíncronamente por múltiples canales

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Tema 5

Topología en estrella

4 Cada estación se conecta directamente a un nodo central

Normalmente por dos enlaces punto a punto

4 El nodo central puede hacer difusión

Estrella física, bus lógico

Sólo una estación puede transmitir a un tiempo.

4 El nodo central puede actuar como conmutador de tramas.

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Tema 5

Características del Control de acceso al medio

4 Dónde

Centralizado

; Mayor control
; Lógica de acceso simple en la estación
; Evita problemas de coordinación
; Punto crítico de fallo
; Cuello de botella potencial

Distribuido

4 Cómo

Síncrono

; Especifica la capacidad dedicada a la contención.
; No adecuada para LANS ya que estaciones son impredecibles

Asíncrono

; Responde a demandas.

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Tema 5

MAC en sistemas asíncronos

4 Rotación circular

Bueno si muchas estaciones tienen datos a transmistir en un amplio período de tiempo.

4 Reserva

Bueno para tráfico continuo.

4 Contención

Buena para tráfico a ráfagas

Todas las estaciones compiten por el medio

Distribuido

Simple de implementar

Efficiente en carga moderada

Tiende al colapso con fuerte carga

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Tema 5

Formato de la trama MAC

4 Capa MAC recibe datos de la capa LLC

4 Formato genérico:

P MAC control: control para el protocolo( p.e. Prioridad)

Dirección MAC destino

Dirección MAC fuente

LLC: datos LLC

CRC: Detección de errores

4 Capa MAC detecta errores y elimina tramas

4 Opcionalmente LLC puede retransmitir tramas

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Tema 5

Capa LLC:Logical Link Control

4 Transmisión de PDUs de nivel de enlace entre dos estaciones.

4 Debe soportar multiacceso, medio compartido

4 La capa MAC lo descarga de algunos detalles de acceso al enlace

4 Direcionamiento LLC implica la especificación de los usuarios fuente y

destino LLC

DSAP y SSAP: Son los puntos de acceso al servicio

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Tema 5

Servicios de la capa LLC

4 Basada en HDLC

4 Servicios sin conexión no confirmados.

Datagrama puro

4 Servicios con conexión

Similar a HDLC

4 Servicios sin conexión confirmados

P Mezcla de los dos anteriores: datagramas confirmados

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Tema 5

Protocolo LLC

4 Diseñado después de HDLC

4 Modo balanceado asíncrono para soportar servicio en modo conexión

(tipo 2)

4 PDUs de información no numerada para servicios sin conexión (tipo 1)

4 PDUs no numeradas con un bit para número de secuencia que son

conformadas con un AC.

4 Multiplexación usando varios LSAPs

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Tema 5

Especificación 10Mbps (Ethernet)

4 Especificaciones: <data rate><Signaling method><Max segment length>

4

10Base5

10Base2

10Base-T

10Base-FP

4 Medium

Coaxial

Coaxial

UTP

4 Signaling

Baseband

Baseband

4

Manchester

Manchester

4 Topology

4 Nodes

Bus

100

Bus

30

Baseband

Manchester

Star

-

850nm fiber

Manchester

On/Off

Star

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Tema 5

Medio Físico: Cable coaxial banda base

4 Señal digital

4 Codificación Manchester o Manchester diferencial

4 Se usa el espectro completo del cable

Sólo un canal en el cable

4 Transmisión bidireccional

4 Rango de pocos kilómetros

4 Ethernet (base para 802.3) a 10Mbps

4 Cable de 50 ohm (menos reflexiones y mas inmune al ruido de baja

frecuencia que el de 75 ohm).

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Tema 5

Medio Físico: 10Base5

4 Ethernet y 802.3 usaban originalmente cable de 0.4 pulgadas de diámetro

a 10Mbps

4 Longitud máxima permitida es 500m

4 Distancia entre taps debe ser un múltiplo de 2.5m

Asegura que las reflexiones de los taps no se suman en fase.

4 Máximo numero de taps: 100

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Tema 5

Medio Físico: 10Base2

4 Cheapernet

4 Cable de 0.25 pulgadas

P Más flexibilidad

Fácil montaje

Electrónica más barata

P Mayor atenuación

Peor resistencia al ruido

P Menos taps (30)

Distancia extremo-extremo más corta (185m)

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Tema 5

Repetidores

4 Transmisión en ambas

direcciones

4 Une dos segmentos de cable

4 No hace buffering

4 No hay aislamiento lógico de los

segmentos.

4 Si dos estaciones envían

paquetes simultáneamente, éstos
colisionarán.

4 Sólo un camino entre dos
estaciones a través de los
repetidores.

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Tema 5

LANs en estrella: Bus lógico

4 Uso de par trenzado no apantallado

(teléfono)

Coste de instalación mínimo
; Puede estar ya instalado
; Todos los lugares estarán cubiertos

4 Unidos a un HUB central

4 Dos enlaces: Transmitir y recibir

4 Hub repite la señal que llega a todos

los enlaces

4 Longitudes de los enlaces de 100m

Típicamente par trenzado categoría 5
(10BaseT) o fibra óptica hasta 500m
(10BaseFP)

4 Bus lógico: con colisión

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Tema 5

Hubs y Conmutadores

4 Shared medium hub

Hub retransmite la señal que
llega a todas las líneas de salida

Sólo