PDF de programación - Ethernet en LAN (2)

REDES

Área de Ingeniería Telemática

Ethernet en LAN (2)

Area de Ingeniería Telemática

http://www.tlm.unavarra.es



Redes

4º Ingeniería Informática


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Temario

Introducción a las redes

1. 
2.  Encaminamiento
3.  Transporte extremo a extremo
4.  Arquitectura de conmutadores de paquetes
5.  Tecnologías para redes de área local
6.  Tecnologías para redes de área extensa y última

milla

7.  Conmutación de circuitos

Objetivos

•  Concer las diferentes versiones de Ethernet
según medio físico y velocidad de
transmisión


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Ethernet original

10Base5
•  Thick Ethernet
•  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)

Tecnologías Ethernet


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IEEE 802.3a

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

Transceiver

Conector AUI

Una T

Conector BNC

Coaxial fino

Tecnologías Ethernet


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10Base-T
• 
IEEE 802.3i
•  Cables de par trenzado cat. 3
•  Topología física en estrella
–  Elemento central = Hub

•  Topología lógica en bus
•  Transceiver opcional
•  Conector RJ-45
•  Cable máximo 100 m

Conector AUI

DTE

Conector RJ-45

DTE = Data Terminal Equipment
DCE = Data Communications Equipment

Cable de par trenzado

DCE

Tecnologías Ethernet


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10BaseFL
•  Fibra óptica multimodo (50 o 62.5 µm)
• 
• 
•  Hasta 2 Km
•  Usado en:

IEEE 802.3j
Inmune a interferencias electromagnéticas

–  El backbone de una LAN
–  Cableado vertical
–  Larga distancia a un host


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Repetidores

•  Repetidor
•  Hub
•  Hub repetidor
•  Concentrador
•  Concentrador de cableado
•  Nivel 1 OSI (nivel físico)

Network Layer

Link Layer

Physical Layer

•  Regeneración de la señal

eléctrica

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

encontrar

•  Su función la hacen switches
•  Ofrecían medio compartido
interesante para captura de
tráfico

Repetidor

Máximo 500m

Máximo 500m

Conexión de hubs 10Base-T

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•  Muchos hubs poseen un puerto de uplink
•  Este puerto tiene los pares como un PC
•  Se puede conectar mediante cable recto a un puerto normal de

otro hub

Cable recto

•  Podría conectarse un PC a uno de estos puertos mediante un

cable cruzado

Conexión de Hubs

•  Nunca nunca nunca…

forme un bucle


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Interconexión de repetidores

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•  Pueden tener interfaces de diferentes tecnologías de nivel físico

(coaxial, par trenzado)

•  Límites en el número de ellos que puede haber entre dos hosts
•  Aproximación: Regla 5-4-3-2-1

–  En un camino entre dos estaciones el máximo son 5 segmentos en serie,

(…)

Interconexión de repetidores

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•  Pueden tener interfaces de diferentes tecnologías de nivel físico

(coaxial, par trenzado)

•  Límites en el número de ellos que puede haber entre dos hosts
•  Aproximación: Regla 5-4-3-2-1

–  En un camino entre dos estaciones el máximo son 5 segmentos en serie,

con hasta 4 repetidores (…)

Interconexión de repetidores

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•  Pueden tener interfaces de diferentes tecnologías de nivel físico

(coaxial, par trenzado)

•  Límites en el número de ellos que puede haber entre dos hosts
•  Aproximación: Regla 5-4-3-2-1

–  En un camino entre dos estaciones el máximo son 5 segmentos en serie,

con hasta 4 repetidores y no más de 3 segmentos compartidos (…)

Interconexión de repetidores

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•  Pueden tener interfaces de diferentes tecnologías de nivel físico

(coaxial, par trenzado)

•  Límites en el número de ellos que puede haber entre dos hosts
•  Aproximación: Regla 5-4-3-2-1

–  En un camino entre dos estaciones el máximo son 5 segmentos en serie,
con hasta 4 repetidores y no más de 3 segmentos compartidos, entonces
habrá 2 enlaces dedicados (…)

Interconexión de repetidores

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•  Pueden tener interfaces de diferentes tecnologías de nivel físico

(coaxial, par trenzado)

•  Límites en el número de ellos que puede haber entre dos hosts
•  Aproximación: Regla 5-4-3-2-1

–  En un camino entre dos estaciones el máximo son 5 segmentos en serie,
con hasta 4 repetidores y no más de 3 segmentos compartidos, entonces
habrá 2 enlaces dedicados y 1 solo dominio de colisión

Tecnologías Ethernet


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IEEE 802.3u

100Base-TX (Fast Ethernet)
• 
•  MII = Medium Independent Interface
•  Cables de par trenzado Cat.5 (100m)
•  Usa 2 pares
•  Transceiver opcional
•  Conector RJ-45

Conector MII

Conector RJ-45

Cable de par trenzado

Tecnologías Ethernet

100Base-FX
•  Fibra multimodo (50 ó 62.5 µm)
•  2 Km (full-duplex)
•  412 m (half-duplex)


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Repetidores FastEthernet

Clase I
•  Convierte a digital
•  Permiten diferentes medios

Clase II
•  Menos retardo
•  Todos los puertos misma

físicos

•  Mayor retardo
•  Solo puede haber 1

tecnología

•  Máximo de 2
•  Máximo 5m entre ellos

100m

I

II

5m

II

Repetidores FastEthernet


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¿ Por qué tan corta distancia ?
•  CSMA/CD
•  FastEthernet mantiene la longitud mínima de la trama
•  Collision Window ↓
•  Elección: Aumentar el tamaño mínimo o reducir el diámetro

máximo

•  Se redujo el diámetro: velocidad x10 ⇒ diámetro ÷10

Tamaño de

trama
(bytes)

Tiempo de
Tx (µseg)
10Mbps

Tiempo de
Tx (µseg)
100Mbps

64
512
1000
1518

51.2
409.6
800
1214.4

5.12
40.96

80

121.44


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Frame rate

•  ¿Máximo número de tramas por segundo?

IFG

Preámbulo

Trama mínima

0.96µs

(12 bytes)

0.64µs
(8 bytes)

5.12µs
(64Bytes)

IFG + Preámbulo + Trama mínima ≈ 148.809 pps

1

Tiempo entre dos frames (caso peor) = 1/148.809 = 6.7 μs


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Gigabit Ethernet

1000Base-X
• 
IEEE 802.3z
•  1000Base-SX : Fibra multimodo (200-500 m)
•  1000Base-LX : Fibra monomodo (5-10 Km)
•  Otras variantes (según fabricante, durante procesos

de estandarización, para primera milla, etc)


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Gigabit Ethernet

1000Base-T
• 
IEEE 802.3ab
•  4 pares Cat.5 (100m)
•  El hub existe en el estándar

GMII = Gigabit Medium Independent Interface


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Gigabit Ethernet
•  Velocidad x10 frente a FastEthernet
•  Con hub ¿ diámetro ÷10 ?

?


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Gigabit Ethernet

•  ¿ Diámetro ÷10 ? NO
•  Carrier Extension
•  Mínimo tamaño 512 Bytes

512 Bytes

200m


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Gigabit Ethernet

Frame Bursting
•  Puede trasmitir varias tramas seguidas
•  Sin liberar el canal
•  Hasta 8192 bytes
•  La primera trama, si es demasiado corta, requiere extensión de

portadora

512 Bytes

Máx 8192 Bytes


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Gigabit Ethernet

•  Se emplean switches (próxima clase)
•  Full Duplex
•  No-CSMA/CD
•  Así que no hace falta Carrier Extension

ni se usa Frame Bursting


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Frame rate

•  ¿Máximo número de tramas por segundo?

(enlace full-duplex)

IFG

Preámbulo

Trama mínima

96ns

(12 bytes)

64ns

(8 bytes)

512ns
(64Bytes)

IFG + Preámbulo + Trama mínima ≈ 1.488.095 pps

1

Tiempo entre dos frames (caso peor) = 1/1.488.095 = 672 ns

Gigabit Ethernet

GBIC
•  GigaBit Interface Converter
•  Hot-swappable Transceiver
•  GMII = Gigabit Medium Independent Interface


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Gigabit Eth