PDF de programación - Ethernet en LAN (1)

REDES DE BANDA ANCHA

Área de Ingeniería Telemática

Ethernet en LAN (1)

Area de Ingeniería Telemática

http://www.tlm.unavarra.es



Redes de Banda Ancha

5º Ingeniería de Telecomunicación




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Contenido

•  Ethernet 10Mbps
•  Formatos de trama
•  Evolución del medio físico
•  Equipos activos: hubs




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Local Area Networks (LANs)
•  Tecnologías: Ethernet, WiFi,
•  Son redes privadas
Token Ring, Token Bus, etc
•  Principalmente para datos
•  Voz usa otra red en

A
R
S
S



paralelo (hasta llegar VoIP)
•  “Conmutación de paquetes”
•  Se limitan a un edificio o una

zona local (1 ó 2Km)

•  Velocidades 10 - 1000Mbps
•  Conectan workstations,

periféricos, terminales, etc

•  Muchos usuarios
•  Se producen pocos errores
•  Suelen ser tecnologías
basadas en medios de
broadcast




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

Ethernet “original”

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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)




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–  Direcciones MAC
–  Ethertype
–  Datos
–  CRC

Nivel MAC

A
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S



•  PDU del nivel de enlace = Trama (Frame)
•  Formato de la trama (estándar DIX)

•  Hoy en día recogido también en el IEEE 802.3

Cabecera (header)

Dest
Addr

6

Src
Addr


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E

6

2

Bytes:

Datos

Sentido de transmisión

Cola (trailer)



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R
C

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Trama IEEE

A
R
S
S



IEEE 802.3 + 802.2 (LLC/SNAP)

• 
•  Campo de Longitud (hace referencia a todo lo

que le sigue, sin contar el CRC)
Los Ethertype son > 1500 por lo que ambos
formatos son compatibles
IP sobre 802 en RFC 1042

• 

• 

Network Layer

Link Layer

Physical Layer

LLC
MAC

Dest
Addr

Bytes:

6

Src
Addr


d
u
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o
L

802.2 LLC 802.2 SNAP

)
A
A
(

P
A
S
S

Org
Code
(000)


)
A
A
(

P
A
S
D


)
3
(

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C


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E

38-1492Bytes

Datos

6

1 1 1 3 2

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

DIX (Ethernet II)

Dest
Addr

Src
Addr


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E

Datos



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R
C

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C

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Subnivel MAC

Tamaño mínimo de trama
•  Emisor hace CD solo mientras transmite
•  ¿Hacer CD hasta que el primer bit llegue a la estación más lejana y ya

se haya producido colisión o no vaya a haber ya? (…)

•  Peor caso: trama mínima y colisión a la máxima distancia
•  Colisión además debe llegar hasta el emisor (… … …)
•  Collision window (slot time)
•  2 τ = trama_mínima / velocidad_tx = trama_mínima / 10Mbps
•  diámetro_máximo = τ ⋅ veloc_propag

A

t=t0

B

C

t=t0+2τ

D

t=t0+τ

t=t0+τ-ε




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Subnivel MAC

•  Máximo 2500 m
•  Mínimo 64 Bytes de trama
•  Dominio de Colisión: una red CSMA/
CD en la cual habrá una colisión si
dos máquinas conectadas al sistema
transmiten “al mismo tiempo”

•  Con alta carga se disparan las

colisiones

Tamaño de

trama
(bytes)

Tiempo de
Tx (µseg)

64
512
1000
1518

51.2
409.6
800

1214.4

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Frame rate

•  ¿Máximo número de tramas por segundo?

(. . .)

IFG

Preámbulo

Trama mínima

9.6µs

(12 bytes)

6.4µs

(8 bytes)

51.2µs
(64Bytes)

IFG + Preámbulo + Trama mínima ≈

1

14.880 pps

Tiempo entre dos frames (caso peor) = 1/14.880 = 67 μs

IFG = Inter Frame Gap




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Frame rate

•  ¿Mínimo número de tramas por segundo

ocupando toda la capacidad? (. . .)

IFG

Preámbulo

Trama máxima

9.6µs

(12 bytes)

6.4µs

(8 bytes)

1214.4µs
(1518Bytes)

IFG + Preámbulo + Trama máxima ≈

1

812 pps

IFG = Inter Frame Gap




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Contenido

•  Ethernet 10Mbps
•  Formatos de trama
•  Evolución del medio físico
•  Equipos activos: hubs




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Tecnologías Ethernet

IEEE 802.3a

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

Transceiver

A
R
S
S



Conector AUI

Una T

Conector BNC

Coaxial fino




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Tecnologías Ethernet

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




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Tecnologías Ethernet

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

AUI to 10BASE-FL transceiver

y

Media converter



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Contenido

•  Ethernet 10Mbps
•  Formatos de trama
•  Evolución del medio físico
•  Equipos activos: hubs




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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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•  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