PDF de programación - Ethernet en LAN

ARQUITECTURA DE REDES, SISTEMAS Y SERVICIOS

Área de Ingeniería Telemática

Ethernet en LAN

Area de Ingeniería Telemática

http://www.tlm.unavarra.es



Arquitectura de Redes, Sistemas y Servicios

Grado en Ingeniería en Tecnologías de

Telecomunicación, 2º


a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I

I



S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

Temario

Introducción

1. 
2.  Arquitecturas de conmutación y protocolos
3. 

Arquitectura de protocolos IEEE 802
LANs IEEE 802.3 (Ethernet)
LANs IEEE 802.11 (WiFi)

Introducción a las tecnologías de red
1. 
2. 
3. 
4.  WANs y PDH
5. 

ATM

4.  Control de acceso al medio
5.  Conmutación de circuitos
6.  Transporte fiable
7.  Encaminamiento
8.  Programación para redes y servicios


Objetivos

•  Conocer las versiones de Ethernet más

comunes en LANs

•  Conocer y comprender el funcionamiento de

los concentradores Ethernet


a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I

I



S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

ARQUITECTURA DE REDES, SISTEMAS Y SERVICIOS

Área de Ingeniería Telemática

Ethernet


a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I

I



S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

Ethernet
•  Tecnología de LAN ampliamente extendida
•  Simple de instalar
•  Barata
•  Múltiples medios físicos (coaxial, par trenzado, fibra)
•  Ha ido aumentado su velocidad (10Mbps → 100Gbps)


a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I

I



S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

Ethernet original

•  ¿Quién?
•  Bob Metcalfe. Años 70-80. Xerox Palo Alto Research Center,

¿Dónde? ....

¿Cuándo?

California

•  Posteriormente fundador de 3Com
•  10Mbps
•  Thick Ethernet o 10Base5
•  Topología en bus
•  Estándar DIX (Digital, Intel, Xerox)

Ethernet original


a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I

I



S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

10Base5
•  Thick Ethernet
•  Coaxial grueso (amarillo)
•  5 → 500m (entre repetidores)


MAU = Medium Attachment Unit
MDI = Medium Dependent Interface
AUI = Attachment Unit Interface
DTE = Data Terminal Equipment

DTE

Interfaz Ethernet

Cable AUI

Transceiver (MAU)

Coaxial grueso (Physical Medium)

Terminador

50Ω

Tap (MDI)


a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I



I

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

Topología en bus

Ventajas:
•  Barata y fácil de implementar
•  Requiere menos cableado que otras
•  Se pueden añadir nuevos nodos sin disturbar el

tráfico

Topología en bus

Desventajas:
•  Es difícil encontrar fallos en el cableado
•  Un corte en el bus puede aislar segmentos o ser fatal

para la LAN


a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I

I



S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

ARQUITECTURA DE REDES, SISTEMAS Y SERVICIOS

Área de Ingeniería Telemática

CSMA/CD


a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I

I



S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

Subnivel MAC

CSMA/CD
•  Carrier Sense Multiple Access /

Colision Detection

•  Canal inactivo: transmitir la trama
•  C. ocupado: retrasar la transmisión
•  Debido al retardo puede que un
nodo no note que otro está
transmitiendo

•  Detecta si se produce una colisión

mientras transmite

•  Si hay colisión reintenta tras un

tiempo aleatorio (backoff)

•  Ejemplo (. . .)

A

B

C

D

Dominio de colisión

ARQUITECTURA DE REDES, SISTEMAS Y SERVICIOS

Área de Ingeniería Telemática

Formatos


a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I



I

I

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

Trama IEEE

IEEE 802.3 (MAC)

• 
•  Formato de la trama
–  Direcciones MAC
–  Longitud
–  Datos
–  CRC

•  Campo Longitud (de lo que le sigue, sin el CRC)

LLC
MAC

Físico

Medio

Dest
Addr

Src
Addr


d
u
t
i
g
n
o
L

Bytes:

6

6

2
Tamaño: Mínimo=64Bytes, Máximo=1518Bytes



C
R
C

4

Sentido de transmisión


a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I



I

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

Direcciones MAC

•  Única por tarjeta (a fuego)
•  6 bytes (ej: 00:00:0C:95:7A:EA)
•  Espacio plano de direcciones
•  Gestionadas por el IEEE
•  Los primeros 24 bits identifican al fabricante

00:00:0C (y otros) = Cisco Systems; 00:00:63 = HP
00:20:AF (y otros) = 3Com

Dest
Addr

Src
Addr


d
u
t
i
g
n
o
L

Bytes:

6

6

2
Tamaño: Mínimo=64Bytes, Máximo=1518Bytes



C
R
C

4

Direcciones MAC

•  Tipos de direcciones

–  Individual/Grupo: octavo bit está a 0/1
–  Broadcast: todos los bits están a 1
–  Universal/Local: séptimo bit está a 0/1


a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I



I

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

Dest
Addr

Src
Addr


d
u
t
i
g
n
o
L

Bytes:

6

6

2
Tamaño: Mínimo=64Bytes, Máximo=1518Bytes



C
R
C

4


a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I

I



S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S



I

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

Trama IEEE

IEEE 802.3 + 802.2 (LLC)

• 
•  Unacknowledged connectionless

LLC
MAC

Físico

Medio

Dest
Addr

Src
Addr



P
A
S
S


P
A
S
D


L
T
N
C

802.2 LLC


d
u
t
i
g
n
o
L

Bytes:

6

6

1 1 1

2
Tamaño: Mínimo=64Bytes, Máximo=1518Bytes



C
R
C

4


a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I



I

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S



I

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

Trama IEEE

IEEE 802.3 + 802.2 (LLC/SNAP)

• 
•  MTU 1.492 bytes

LLC/SNAP

MAC

Físico

Medio

Dest
Addr

Src
Addr


d
u
t
i
g
n
o
L

802.2 SNAP

802.2 LLC

)
A
A
(

P
A
S
S


)
A
A
(

P
A
S
D


)
3
(

L
T
N
C

Org
Code



38-1492Bytes

Datos

Bytes:

6

6

1 1 1 3 2

2
Tamaño: Mínimo=64Bytes, Máximo=1518Bytes



C
R
C

4


a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I

I



S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

IEEE 802.3 + 802.2 (LLC/SNAP)

• 
•  MTU 1.492 bytes
•  Ethertype [1]

–  2048 (0x0800) = IPv4
–  34525 (0x86DD) = IPv6
–  32923 (0x809B) = AppleTalk
–  2054 (0x0806) = ARP
–  32981 (0x80D5) = IBM SNA
IP sobre 802 en RFC 1042 [2]
802.2 SNAP

• 

Dest
Addr

Src
Addr


d
u
t
i
g
n
o
L

802.2 LLC

)
A
A
(

P
A
S
S


)
A
A
(

P
A
S
D


)
3
(

L
T
N
C

Org
Code
(000)


e
p
y
t
r
e
h
t
E

LLC/SNAP

MAC

Físico

Medio

38-1492Bytes

Datos



C
R
C

4

Trama IEEE

Bytes:

6

6

1 1 1 3 2

2
Tamaño: Mínimo=64Bytes, Máximo=1518Bytes

[1] http://www.iana.org/assignments/ethernet-numbers
[2] http://www.rfc-editor.org/rfc/rfc1042.txt

Estándar DIX (Ethernet II)



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I



I

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S



I

a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

•  No emplea subnivel LLC
•  Ethertype > 1.500 (para distinguirlas)
•  Hoy en día integrado en el estándar 802.3
•  Formato más frecuente
•  MTU 1500 bytes
• 
•  Al campo que es Ethertype o Longitud se le

IP sobre EthernetII en RFC 894

llama TLV (Type/Length Value)

Enlace
(MAC)

Físico

Medio

Dest
Addr

Src
Addr


d
u
t
i
g
n
o
L

802.2 SNAP

802.2 LLC

)
A
A
(

P
A
S
S


)
A
A
(

P
A
S
D


)
3
(

L
T
N
C

Org
Code
(000)


e
p
y
t
r
e
h
t
E

Bytes:

6

6

2

1 1 1 3 2

Dest
Addr

Src
Addr


e
p
y
T
r
e
h
t
E

38-1492Bytes

Datos

46-1500Bytes

Datos



C
R
C

4



C
R
C

ARQUITECTURA DE REDES, SISTEMAS Y SERVICIOS

Área de Ingeniería Telemática

Tecnologías


a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I

I



S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

Ethernet original

Thick Ethernet

10Base5
• 
•  Coaxial grueso (amarillo)
•  5 → 500m (entre repetidores)


DTE

Interfaz Ethernet

Cable AUI

Transceiver (MAU)

MAU = Medium Attachment Unit
MDI = Medium Dependent Interface
AUI = Attachment Unit Interface
DTE = Data Terminal Equipment

Coaxial grueso (Physical Medium)

Terminador

50Ω

Tap (MDI)


a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I



I

I

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S



I

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

Tecnologías Ethernet

Thinnet o Cheapernet
IEEE 802.3a

10Base2
• 
• 
•  Coaxial fino y flexible (negro)
•  2 → 185m (entre repetidores)
•  Transceiver opcional (más barato)

Transceiver

Conector AUI

Una T

Conector BNC

Coaxial fino


a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I



I

I

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S



I

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

Repetidores

•  “Repetidor”
•  “Hub”
•  “Hub repetidor”
•  “Concentrador”
•  “Concentrador de cableado”

Network Layer

Link Layer

Physical Layer

•  Regeneración de la señal

eléctrica

•  No tienen direcciones MAC
•  No modifican las tramas
•  En desuso, difíciles de

encontrar