PDF de programación - Clase 7 - redes de área local (LAN)

MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY

SLOAN SCHOOL OF MANAGEMENT

15.565 Integración de sistemas de información:

Factores tecnológicos, organizativos y estratégicos
15.578 Sistemas de información globales:
Comunicaciones y conectividad en sistemas de información

Primavera 2002
Clase 7

REDES DE ÁREA LOCAL

(LAN)

REDES DE ÁREA LOCAL (LAN)

• LA CONEXIÓN ENTRE ENTIDADES DE INFORMACIÓN PRÓXIMAS
- SUELE HACERSE EN LAS INSTALACIONES DE LA EMPRESA
- RED DE ÁREA LOCAL (LAN)

• LA CONEXIÓN ENTRE ENTIDADES DE INFORMACIÓN ALEJADAS
- RED INTER-LOCAL (IPN) / RED DE ÁREA EXTENSA (WAN)

INTER-LOCAL

RED

(IPN)

RED DE ÁREA

LOCAL
(LAN)

LAN

LAN

• ENTORNOS DE LAN

- GRAN DIVERSIDAD

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RED LOCAL "MAESTRO-ESCLAVO" TRADICIONAL

MAINFRAME/

PBX

REDES LOCALES "DE IGUAL A IGUAL" MODERNAS
SERVIDOR

MAINFRAME

PC/ESTACIONES DE TRABAJO

SERVIDOR (IMPRESIÓN/ARCHIVOS/

COMUNICACIONES)

3

CARACTERÍSTICAS DE LA RED DE ÁREA LOCAL

1. SE COMUNICA CON “DISPOSITIVOS DE DATOS INTELIGENTES”
2. ÁREA PEQUEÑA (NORMALMENTE UN ÚNICO EDIFICIO (HASTA 50 KM))
3. SUELEN SER DE PROPIEDAD PRIVADA
4. VELOCIDADES ALTAS DE DATOS (1--100 MBPS)

NUEVAS APLICACIONES EMERGENTES

Topografía de vehículo con sistema
multi-plex con módulos de control
central para lecturas de instru-
mentos, luces, puertas Y asientos.
Consola central y unidad de ilumi-

nación central trasera.

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TOPOLOGÍAS DE RED (LÓGICAS Y FÍSICAS)


ESTRELLA


BUS


ANILLO

5


CONTROL DE ACCESO DE MEDIOS--BUS


BUS

--

--

• PORTADOR CON ACCESO MÚLTIPLE Y DETECCIÓN DE COLISIÓN (CSMA/CD)
• ETHERNET (1972) E IEEE 802.3

ADMINISTRACIÓN DE COLISIONES
- SI SE DETECTA UNA COLISIÓN, LA TRANSMISIÓN SE DETIENE DE INMEDIATO
- SE ESPERA UN TIEMPO ALEATORIO Y LUEGO SE RETRANSMITE
(ESTE TIEMPO AUMENTA CON CADA COLISIÓN)
DETECCIÓN DE COLISIONES
- LA SEÑAL SUPERA EL LÍMITE DE VOLTAJE (2 O MÁS TRANSMISIONES)

- LIMITACIÓN DEL TAMAÑO MÍNIMO DE PAQUETES Y LONG. DE CABLEADO
PARA GARANTIZAR EL VOLT. DE DETECCIÓN DE COLISIONES (500 METROS)
- LA COLISIÓN DEBE PROPAGARSE EN LOS REPETIDORES

6

CONTROL DE ACCESO DE MEDIOS--ANILLO


ANILLO

• TOKEN RING -- IEEE 802.5

--
--
--

LAS ESTACIONES FORMAN UN UN ANILLO LÓGICO ORDENADO
EL CONTROL DE PAQUETES (TOKEN) REGULA EL ACCESO
EL TOKEN SE TRANSMITE POR ORDEN DE ESTACIÓN (LÓGICO)

• CSMA/CD Y TOKEN RING

CSMA/CD

TOKEN

• MÁS SENCILLO • REGULA EL TRÁFICO (PERIODO DE RETENCIÓN)

• NO HAY RETREASO DE TRANSMISIÓN DE TOKEN

•

“DETERMINISTA” (?)

CONTROL DE ACCESO DE MEDIOS--ANILLO

• TOKEN RING--IBM E IEEE 802.5
• EJEMPLO: “A” QUIERE ENVIAR DATOS A “C”

B

EL REMITENTE BUSCA

UN TOKEN
LIBRE

A

TOKEN LIBRE

C

EL TOKEN CAMBIA
DE LIBRE A OCUPADO

Y ADJUNTA
LOS DATOS

D

B

D

A
DATOS

EL RECEPTOR
COPIA LOS DATOS
QUE SE LE ENVÍAN

B

C

TOKEN LIBRE

A

EL REMITENTE

GENERA

D

UN TOKEN LIBRE
EN EL ENCABEZADO
DE TRANSMISIÓN

FÍSICO

(DESDE EL RECEPTOR)


DATOS

C

8


• TOKEN OCUPADO

--
--

LA ESTACIÓN DE DESTINO AGREGA INFORMACIÓN DE ESTADO AL TOKEN
LA ESTACIÓN DE ORIGEN QUITA EL TOKEN OCUPADO (COMPRUEBA ESTADO)

• ESTACIÓN DE "SUPERVISIÓN ACTIVA"

--
--

DETECTA TOKEN PERDIDOS MEDIANTE EL TIEMPO DE ESPERA
DETECTA TOKEN OCUPADOS CIRCULARES (MEDIANTE “BIT DE SUPERVISIÓN”)
• EL RESTO DE ESTACIONES COMPRUEBAN EL ESTADO DE “SUPERVISIÓN ACTIVA”

--

ADOPTAN LA FUNCIÓN SI ES NECESARIO

• VENTAJAS

--
--

REGULACIÓN DEL TRÁFICO
DETERMINISTA, TAMBIÉN PERMITE PRIORIDADES

• DESVENTAJAS

--

MANTENIMIENTO DE TOKEN

9


TOPOLOGÍA DE BUS Y DE ANILLO

• EL BUS ES BASTANTE CLARO
• PROBLEMAS CON EL ANILLO (INICIALES)

--
--
--

--

--

--

VULNERABILIDAD DE CABLE: UNA SOLA AVERÍA ES FATAL
FALLO EN REPETIDORES: CADA REPETIDOR ES CRUCIAL
DETERMINACIÓN DE UBICACIÓN DE ERRORES: DEBE ANALIZARSE
CADA REPETIDOR
TRANSTORNO DE LA INSTALACIÓN: ES NECESARO INSERTAR
NUEVOS REPETIDORES
CONTROL DE RECUPERACIÓN: TRATAMIENTO DE PROBLEMAS
(P.EJ., DIRECCIÓN ERRÓNEA)
LIMITACIÓN DE TAMAÑO: CADA REPETIDOR AGREGA RETRASO
EN EL ANILLO

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ARQUITECTURA DE ANILLO MEJORADA

• CUADRO DE CONCENTRADORES -- CENTRALIZA LOS REPETIDORES

Unidad de acceso

de varios concentradores (MAU)

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PUENTES DE ANILLOS --


DIVIDE ANILLOS GRANDES EN OTROS MÁS PEQUEÑOS

PUENTE

NODO

NODO

NODO

CABLE
DERIVADO

NODO

CABLE
ACTIVO

NODO

ENLACES TP

CONCENTRACIONES
DE CABLEADO
DE ANILLOS

PUERTA DE ENLACE

E51

E52

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TOPOLOGÍA DE BUS Y DE ANILLO (REVISIÓN)


• BUS

VENTAJAS

- EXPLOTACIÓN PASIVA
- ERROR DE MEDIOS POCO PROBABLE

• ANILLO

--
--
--
--

LOS BITS REGENERADOS MINIMIZAN PROPAGACIÓN DE ERRORES
MAYORES DISTANCIAS POSIBLES (MEDIANTE PUENTES)
UBICACIÓN DE FALLOS CENTRALIZADA
APTA PARA FIBRA ÓPTICA
[ p.ej., INTERFAZ DE DATOS DE FIBRA DISTRIBUIDA (FDDI)]

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RENDIMIENTO DE BUS CSMA/CD Y DE TOKEN

• ESTUDIO DE RENDIMIENTO

-- CARGA LIGERA: 1 DE 100 ESTACIONES OCUPADAS
CARGA PESADA: LAS 100 ESTACIONES OCUPADAS
--

• RESULTADOS

-- LOS PAQUETES MÁS CORTOS FAVORECEN AL TOKEN RING
-- EL TOKEN RING SE VE MENOS AFECTADO POR LA CARGA
-- CSMA/CD SE DETERIORA CON CARGAS PESADAS
-- EL TOKEN RING TIENE MÁS RETRASO CON CARGAS LIGERAS

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RENDIMIENTO DE BUS CSMA/CD Y DE TOKEN

25
20
15
10
5
0

25

20

15

10

5

0

CARGA LIGERA: 1 estación activa de 100.

Token Ring

CSMA/CD

0

4

8

12

16

20

24

CARGA PESADA: 100 estaciones activas de 100.

Token Ring

0

4

8

12

CSMA/CD
16

20

24

TOKEN RING
CSMA/CD

Comentarios:
• 2000 bits por paquete
• Ejes: velocidades de datos (Mbps)

TOKEN RING
CSMA/CD

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RESUMEN

FACTORES IMPORTANTES
• LAS ESTACIONES DE TRABAJO SON MÁS POTENTES Y LAS LAN PROLIFERAN
• REDUCCIÓN DEL COSTE DE LA FIBRA

LAS LAN ESTÁN CADA VEZ MÁS INTERCONECTADAS (LAN Y WAN)

• CONMUTADOR - CONECTA PARTES DE UNA RED, NORMALMENTE
PARTES DISTINTAS DE UNA MISMA LAN
• PUENTE - CONECTA DOS LAN, NORMALMENTE MEDIANTE SOFTWARE
• CONMUTADOR - CONECTA DISTINTAS LAN, NORMALMENTE SÓLO
MEDIANTE HARDWARE
• ROUTER - CONECTA DOS REDES QUE PUEDEN SER PARECIDAS
O NO Y ENRUTA LOS PAQUETES CORRECTAMENTE
• PUERTA DE ENLACE - CONECTA REDES QUE USAN DISTINTOS
PROTOCOLOS
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APÉNDICE: INTERCONEXIÓN DE LAN – ALGUNAS TÉCNICAS


REPETIDOR

PUENTE

ROUTER

P. ENLACE

Razón para usarlo
• Amplía el cable más de 500
metros (IEEE 802.3)

• Conecta 2 LAN mediante los mismos
protocolos
- pero con distinto medio
-(p.ej. cable de par trenzado + cable
coaxial)
•Enruta los paquetes de red
•Enruta entre redes con distintos
protocolos
•Aísla parte de la LAN (impide acceso)
•Puede funcionar como nivel de seguridad
•Conexión entre LAN y WAN
con distintos protocolos

Funcionamiento
•Acepta la señal y la amplifica
•Amplía el cable 2.500 metros (4
segmentos)
•Interpreta parte del enlace de datos
Determina si se envían a la LAN
conectada
•Opera en la capa de enlace de datos
del modelo OSI
•Protocolo de túnel complejo
•Escoge la mejor ruta para evitar
atascos digitales en la transmisión
•Opera en la capa de red del modelo
OSI
•Conversor de protocolos
•Opera en la capa de red del modelo
OSI

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