PDF de programación - Arquitectura de protocolos para LANs Ethernet (I)

ARQUITECTURA DE REDES, SISTEMAS Y SERVICIOS
Área de Ingeniería Telemática

Arquitectura de protocolos para LANs

Ethernet (I)

Area de Ingeniería Telemática

http://www.tlm.unavarra.es

Arquitectura de Redes, Sistemas y Servicios

3º Ingeniería de Telecomunicación

Temario

Introducción

1.
2. Arquitecturas, protocolos y estándares
3. Conmutación de paquetes

•
•
•

Arquitectura de protocolos para LANs
Ethernet
Protocolos de Internet

4. Conmutación de circuitos
5. Tecnologías
6.

Control de acceso al medio en redes de área local

•

CSMA/CD

7. Servicios de Internet

LAN, MAN, WAN

Las velocidades hoy en día están entre 10 y 1000Mbps

LAN
• Son redes privadas
• Se limitan a un edificio o una zona local (1 ó 2Km)
•
MAN
• Pueden ser públicas o privadas
•
•
WAN
• Normalmente controlada por un operador
• Cubre un area muy amplia
•
Interconecta LANs y MANs

Interconectan LANs separadas en un área metropolitana
Las velocidades tipicas están entre 1 y 622Mbps

LAN

WAN

MAN

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Local Area Networks (LANs)

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• Conectan estaciones de trabajo,

periféricos, terminales...

• Compartir recursos
• Suelen ser tecnologías basadas

en medios de broadcast

• Muchos usuarios

• Ejemplos: Ethernet, WiFi, FDDI,

Token Ring, etc

Medio de transmisión

Topologías de LAN

• Define cómo están conectados

los hosts

Ejemplo: Ethernet
• Topología física

Dos ámbitos:
• Topología física

– Diseño y cableado de la red
– Interconexionado

• Topología lógica

• Topología lógica

– Cómo los hosts emplean el

medio

Topologías de LAN

Bus
• Todas las estaciones se unen a un medio de transmisión lineal

(el bus)

• Si es física suele requerir un terminador
• El bus es un punto de fallo
• Una transmisión cualquiera alcanza ambos extremos del bus
• Requiere direccionamiento y un mecanismo para regular las

transmisiones

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Comunicación en un bus

¿Cómo?
• Transmitir datos en bloques (tramas)
• Origen envía al medio la información que desea hacer llegar a

otra máquina

• La información incluye una identificación de la máquina destino
• Destinatario recoge la información, el resto la ignoran (red

broadcast)

Formato típico de la trama

Cabecera: Indica
quién la envía y
quién
la debe
recibir

Datos

Comunicación en un bus

Ejemplo:
• Tecnología en bus (Ethernet original)

A

B

C

D

Topologías de LAN

Árbol
• Generalización del bus
• El árbol comienza en la cabecera (headend)
• La transmisión de una estación se propaga por todo el medio

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Topologías de LAN

Anillo
• Simple (un solo sentido)
• Doble (ambos sentidos)
• Ejemplo


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a Comunicación en un anillo
Ejemplo:
• Tecnología en anillo (FDDI)

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Se envía una trama

El destinatario se guarda una copia

Topologías de LAN

Estrella
• Todos conectados a un nodo central:

– Hub: Retransmite cada trama a todos (lógicamente es un bus)
– Switch: store-and-forward, solo al destinatario

• Más costosa que el bus
•

Independencia de los hosts a efecto de fallos en el cable

• El elemento central es un punto de fallo

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Topologías de LAN

Estrella extendida
• Expansión de la estrella

Topologías de LAN

Malla completa (full mesh)

Arquitectura de protocolos

Aplicación

Presentación

Sesión

Transporte

Red

Enlace

Físico

Medio

• 7 niveles OSI de un sistema de

comunicaciones

• En una LAN necesitamos emplear
la

realizar

para

dos

solo
comunicación

Permite enviar bloques de datos (tramas),
controlando errores y el flujo de
la
información

Cómo se transmiten los bits (la información)
por el medio de comunicación físico

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Arquitectura de protocolos

Aplicación

Presentación

Sesión

Transporte

Red

Enlace

Físico

Medio

• LLC = Logical Link Control
• MAC = Medium Access Control

Modelo de referencia

IEEE 802

Punto de acceso al
servicio LLC (LSAP)

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Arquitectura de protocolos

Capa física
• Codificación/decodificación
• Sincronización
• Transmisión/recepción de bits
• No en esta asignatura
Capa de enlace
•
• Control de errores y de flujo
• Ensamblado de datos en tramas
• Reconocimiento de dirección
• Detección de errores
• Control de acceso al medio

Interfaz con las capas superiores

Modelo de referencia

IEEE 802

LLC
MAC

Físico

Medio

a Arquitectura de protocolos

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Aplicación

Transporte

Red

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Físico

Medio

Datos

Aplicación

Cabecera
transporte

Cabecera

MAC

Cabecera

MAC

Cabecera

red

Cabecera

LLC

Cabecera

LLC

Cabecera

red

Cabecera
transporte

Datos

Aplicación

PDU LLC

Segmento TCP

Datagrama IP

Trama MAC

Cola
MAC
Cola
MAC

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Logical Link Control

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• Debe soportar el acceso a un medio

compartido

• Pero la mayor parte del trabajo lo lleva el

subnivel MAC

• ¿ Direcciones LLC ?

Aplicación

Transporte

– SAPs = Service Access Points
– Hace referencia al protocolo superior

• Servicios ofrecidos:

– Unacknowledged connectionless: datagramas
– Connection-mode: conexión lógica, control de

flujo y de errores

– Acknowledged connectionless: datagramas

confirmados

• Protocolo similar a HDLC

Red

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Logical Link Control

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• PDU LLC

– DSAP = Destination Service Access Point
– SSAP = Source Service Access Point
– LLC Control

1 1 1 ó 2 Bytes

DSAP

SSAP

LLC Control

Cabecera

LLC

Datos

Aplicación

Transporte

Red

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Medium Access Control

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• LANs y MANs se basan generalmente en un

medio compartido

• El subnivel MAC controla el uso de este

medio

• ¿ Dónde está el control ?

– Centralizado en un nodo de la red

– Descentralizado

Aplicación

Transporte

Red

LLC
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Físico

Medio

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Medium Access Control

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• ¿ Cómo se lleva a cabo el control ?

– Síncronamente (TDM, FDM, etc.)
– Asíncronamente (según la demanda)

Aplicación

Transporte

Red

LLC
MAC

Físico

Medio

Medium Access Control

• PDU MAC

– Dirección MAC destino
– Dirección MAC origen
– Control
– CRC (Cyclic Redundancy Check) o FCS

(Frame Check Sequence)

• Detección y descarte de tramas erróneas

Dirección
destino

Dirección

origen

Control

CRC

Cabecera

MAC

Datos

Aplicación

Cola
MAC

Aplicación

Transporte

Red

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Medio

ARQUITECTURA DE REDES, SISTEMAS Y SERVICIOS
Área de Ingeniería Telemática

Ethernet

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Ethernet

• Tecnología de LAN ampl