3.1 Estándares de Conexión LAN de la IEEE.
3.1.1 Proyecto 802 Conexión.
En 1980 el IEEE comenzó un proyecto llamado estándar 802 basado en
conseguir un modelo para permitir la intercomunicación de ordenadores
para la mayoría de los fabricantes. Para ello se enunciaron una serie de
normalizaciones que con el tiempo han sido adaptadas como normas
internacionales por la ISO. El protocolo 802 está dividido según las
funciones necesarias para el funcionamiento de las LAN. Cada división
se identifica por un número:802.x:
División del protocolo IEEE 802
· IEEE 802.Descripción general y arquitectura.
· IEEE 802.1Glosario, gestión de red e internetworking.Relación de
estándares, gestión de red, interconexión de redes.nivel físico
· IEEE 802.2 Control de enlace lógico (LLC). LLC (Logical Link Control)
· IEEE 802.3 CSMA/CD. Método de acceso y nivel físico. Ethernet. Bus
con técnica de acceso CSMA/CDCSMA/CD
· IEEE 802.4 Token Bus. Método de acceso y nivel físico. Bus con paso
de testigotoken bus
· IEEE 802.5 Token-Passing Ring. Método de acceso y nivel físico. Anillo
con paso de testigotokin pasing ring· IEEE 802.6 Redes de área metropolitana (MAN)
· IEEE 802.7 Banda Ancha. Aspectos del nivel físico.
· IEEE 802.8 Recomendaciones fibra óptica
· IEEE 802.9 Acceso integrado de voz y datos. Método de acceso y nivel
físico. Recomendaciones banda ancha (broadband)Integración voz y
datos en LAN
· IEEE 802.10 Seguridad y privacidad en redes locales. Seguridad
· IEEE 802.11 Wireless LAN (Redes Inalámbricas). Método de acceso y
nivel físico. Wireless LANwire less
· IEEE 802.12 100VG-AnyLAN. Método de acceso y nivel físico.LAN’s de
alta velocidad (Fast Ethernet variante de 802.3)100VG
Relación entre los niveles de la arquitectura
El estandar o protocolo 802 cubre los dos primeros niveles del modelo OSI ya que entiende (OSI) que los protocolos de capas
superiores son independientes de la arquitectura de red. Los dos niveles
corresponden al nivel físico y al nivel de enlace, éste último dividido en el
control de enlace lógico(LLC) y control de acceso al medio(MAC).
La capa física tiene funciones tales como:
· Codificación /decodificación de señales
· Sincronización
· Transmisión /Recepción de bits
Además la capa física incluye una especificación del medio de
transmisión y de la topologia.
Por encima de la capa física tenemos la capa de enlace de datos,
que tiene como funciones:
· . Ensamblado de datos en tramas con campos de dirección y detección
de errores(en transmisión)
· · Desensamblado de tramas, reconocimiento de direcciones, y
detección de errorres(en recepción)
· · Control de acceso al medio de transmisión LAN
· · Interfaz con las capas superiores y control de errores y flujo
Las tres primeras funciones del nivel de enlace las realiza el MAC,
mientras que la última la realiza el LLC. Esta separación de funciones es
debido a que la lógica necesaria para la gestión de acceso al medio
compartido no se encuentra en la capa 2 de control de enlace de datos
tradicional y a que el mismo LLC puede ofrecer varias opciones MAC.
Funcionamiento básico del estandar 802
Los datos de usuario se transfieren al nivel LLC, que añade una cabecera
de información de control, dando lugar a una unidad de datos de
protocolo LLC (PDU,”Protocol Data Unit). Esta información de control se
utiliza por el protocolo LLC. La PDU de LLC se pasa a la capa MAC, que añade información de control al principio y final de paquete
creando una trama MAC. De nuevo, la información de control en la trama
es necesaria para el funcionamiento del protocolo MAC
En los siguientes párrafos de este documento daremos un vistazo
dentro de las divisiones de la IEEE 802 más importantes, en el sentido de
la materia que llevamos en la facultad, Redes Locales; Razón por la cual
son examinados las ramas referentes a la redes de área local.
La IEEE ha propuesto varias normas relativas a las redes de área local,
conocidas como IEEE 802. posteriormente han sido aceptadas por otras
asociaciones de normas nacionales, como la ANSI, o internacionales,
como la ISO. Estas normas incluyen varios tipos de acceso al medio.
Estas tres técnicas de acceso que son definidas por los
estándares IEEE 802.3, IEEE 802.4 e IEEE 802.5, respectivamente,
difieren en la capa física y en la subcapa de acceso al medio; sin
embargo, son totalmente compatibles en la subcapa superior de la capa
de enlace, ya que las tres utilizan el protocolo LLC al que ya nos hemos
referido como un protocolo derivado del HDLC.
La norma IEEE 802.1 define las primitivas del interface entre las capas y
proporciona una introducción a todo el cojunto de normas IEEE 802. Por
su parte, la IEEE 802.2 hace una descripción de la subcapa superior del
nivel de enlace y, por tanto, del protocolo LLC. LLC está construido de
modo que su funcionamiento sea independiente del método de acceso
que tenga la red al medio de transmisión. Por tanto, las rpincipales
funciones del protocolo LLC son las siguientes:
* Habilitar la transferencia de datos entre la capa de red y la subcapa de
acceso al medio.
* Controlar el flujo de datos por medio de la utilización de operaciones
semejantes a las que hemos visto en el protocolo HDLC, por ejemplo,
utilizando las tramas RR, RNR, etc...
* Efectuar enlaces para los servicios orientados a la conexión entre
aplicaciones situadas en distintos puntos de red.
* LLC puede ser configurado de modo más simple, como un protocolo sin
conexión utilizando las tramas no numeradas de información.
Los distintos tipos de servicios de capa de enlace se configuran como
asociaciones de primitivas OSI, perfectamente descritas en la norma
802.2. Se incluyen cuatro tipos de servicio en el protocolo LLC:
* TIPO 1: Sin conexión y sin confirmación. Se trata de un servicio sin
confirmación, con lo que carece de control de flujo y de control de
errores.
* TIPO 2: Orientado a la conexión. Es un servicio completo, con
corrección de errores y control de flujo.
* TIPO 3: Sin conexión y con confirmación. Este tipo de servicio no
realiza una conexión, sin embargo provee confirmación de las unidades
de datos recibidas.* TIPO 4: Este tipo es la combinación en un solo servicio de los
tipos 1, 2 y 3.
3.1.4 802.3 Ethernet.
Estándar IEEE 802.3(ETHERNET):
* Protocolo de acceso al medio CSMA/CD con persisten a 1.
* Transmite de 10 Mbps a 100 Mbps.
* A nivel fisico amplia la codificación Manchester Diferencial.
cero = señal -0'85 voltios a +0'85 voltios.
uno = señal +0'85 voltios a - 0'85 voltios.
Inactivo = Cero voltios.
* Con la tarjeta de red:
- Puede contener o no el transceptor (aparato que se
encarga de escuchar la línea, detectar protadora y gobierna
colisiones.
- Si el transceptor si es externo, tendra una clavija la tarjeta
para colocar el transceptor. No pude exceder más de 50
metros y el conector sera de 15 pins.
* Topologia Bus sobre cable coaxial y transmisión en banda base a 10
Mbps (10base2, 10base5, 10baseT...).
* Longitud del segmento 500 metros con hasta 100 estaciones.
* Longitud máxima es de 2'5 km.
* Por cada 500 metros de más se colocará un repetidor para que la señal
se atenue cuando llegue floja al repetidor y pueda seguir su curso.El formato de la trama es el siguiente:
Preámbulo Inicio
Direc.
destino
Direc.
origen
Long.
datos
Datos Relleno CRC
* Preámbulo: Este campo tiene una extensión de 7 bytes que siguen la
secuencia "10101010", semejante a la de bandera señalizadora del
protocolo HDLC.
* Inicio: Es un campo de 1 byte con la secuencia "10101011" que indica
que comienza la trama.
* Dirección de destino: Es un campo de 2 o 6 bytes, la utilizada en la
red de 10 Mbps es la de 6 bytes. El bit de mayor orden de este campo,
que ocupa el lugar 47, codifica si la dirección de destino es un único
destinatario (bit puesto a 0) o si representa una dirección de grupo (bit
puesto a 1). Una dirección de grupo es la dirección a la que varias
estaciones tienen derecho de escucha. Cuando todos los bits del campo dirección están a 1, se
codifica una difusión o broadcast, es decir, codifica una trama para todas
las estaciones de la red.
* Dirección de origen: Codifica la dirección MAC de la tarjeta que
originó la trama (compañia+nº serie).
* Longitud datos: Este campo de dos bytes codifica los bytes que
contiene el campo de datos. Su valor oscila en un rango entre 0 y 1.500.
* Datos: Es un campo que puede codificar entre 0 y 1.500 bytes.
* Relleno: La IEEE 802.3 especifica que una trama no puede tener un
tamaño inferior a 64 bytes, por tanto, cuando la longitud del campo para
completar una trama mínima de, al menos, 64 bytes.
* CRC: Se codifica el control de errores de la trama.
Subestandar de IEEE 802.3(ETHERNET):
Vamos ha esplicar lo que significa 2base10, pero en general...
a base b
a --> Velocidad del sistema en Mbps.
base --> Si se hace un banda base.
b --> Longitud maxima del segmento (b*100).
El 10baseT es una Ethernet sobre un cable de par trenzado y topología
en estrella con HUB. La longitud maxima del segmento son 100 metros
desde la estación al concentrador o HUB (el HUB puede ser de 8 hasta
32 puestos) y el conector que utilizara sera el RJ-45.
802.3u FAST ETHERNET:
100baseT4 -----> 4 pares UTP-3 o superior -----> 100 metros.
100baseTX -----> 2 pares UTP-5 o STP -----> 100 metros.
100baseFX -----> 2 fibras opticas -----> 2 kilometros.
Surge del comite 802.3u para aumentar la velocidad de la red.
3.1.5 802.4 Token Bus.
Estándar IEEE 802.4 (TOKEN BUS):
Recoge las ventajas fisicas de la topología en bus y las lógicas de una en
anillo. Se produce un testigo en las tramas, el testigo es la trama de
control que informa del permiso que tiene una estación para usar los
recursos de una red. Ninguna estación puede transmitir mientras
noreciba el testigo que la habilita para hacerlo.
Cada estación va a tener un número asociado que la identifica. El testigo
es generado por la estación con el número más alto cuando se pone en
marcha la red. Este va pasando en orden descendente de numeración.
Cuando una estación recibe el testigo y tiene para transmitir lo hace
hasta transmitir lo que necesitaba o bien se agota el tiempo determinado,
que va a ser como máximo de 10 ms.
La estación que recibe el testigo debe generar tanto si transmite como si
es un testigo con la dirección de la estación inmediatamente inferior. El
testigo viaja siempre siguiendo la misma secuencia de estaciones.
El cableado que se necesita es el siguiente:
Coaxial de 75 Ohm. por donde viajan señales modeladas (banda ancha).
Por él pueden viajar señales digitales con video, sonido, etc... Transmite
a velocidades de entre 1'5 Mbps y 10 Mbps.
El formato de la trama es el siguiente:
Preámbulo DC Control Direc. destino Direc. origen Datos CRC DF
* Preámbulo: Este campo es semejante al preámbulo de la IEEE 802.3,
que estaba heredado del protoclo HDLC. Se trata de emitir la secuencia
binaria "10101010" en un byte. Este campo es de mucha menor longitud
que en la red Ethernet. La misión de este campo como en el caso de
Ethernet, es la de sincronizar emisor y receptor.
* Delimitador de comienzo (DC): Consiste en la emisión de una señal
distinta de "0" o "1"; una secuencia prohibida en el codigo binario durante
el tiempo de emisión de un byte. Cualquier estación a la escucha sabe
que comienza una trama al leer del canal esta señal prohibida.
* Control de trama: Este campo codifica en un byte el tipo de trama de
que se trata. Hay tramas encargadas de transmitir datos, otras de
transferir el testigo a otra estación, etc...
* Dirección de destino: En este campo se codifica la dirección de la
estación destinataria de la trama.
* Dirección de origen: Es un campo semejante al de dirección de
destino, pero ahora es el que envia la trama.
* Campo de datos: En este campo se codifica la información del usuario.
Su longitud varía entre 0 y 8.192 bytes, o entre 0 y 8.174 bytes, para
tramas con direcciones de seis bytes.
* CRC: Es un campo semejante al de la IEEE 802.3, encargado del
control de errores.
* Delimitador de fin (DF): Es un campo idéntico al delimitador de inicio.
Su misión es señalizar el final de la trama.
3.1.6 802.5 Token Ring.
Norma IEEE 802.5: token ring
Define redes con anillo lógico en un anillo físico y con protocolo
MAC Token Ring
Norma IEEE 802.5: token ring
Define redes con anillo lógico en un anillo físico y con protocolo
MAC Token Ring.
• una de sus características es que el anillo no representa un medio
de difusión sino que una colección de enlaces punto a punto
individuales.
seleccionada por la IBM como su anillo LAN.
3.1.7 802.6 FDDI.
802.6 Red de área metropolitana MAN
Especificación para redes tipo MAN (de área metropolitana).define un protocolo de alta velocidad en el cual las estaciones enlazadas
comparten un bus doble de fibra óptica que utiliza un método de acceso
llamado bus dual de cola distribuida o DQDB Distributed Queue Dual
Bus.• DQDB es una red de transmisión de celdas que conmuta celdas
con una longitud fija de 53 bytes, por lo tanto, es compatible con la
ISDN de banda ancha ISDN-B y ATM.
• la conmutación de celdas tiene lugar en el nivel de control de
enlaces lógicos 802.2.
3.1.8 802.11 LAN inalámbricas.
802.11 redes inalámbricas.
• comité que trabaja en la normalización de medios como la radio de
amplio espectro, radio de banda angosta, infrarrojos y
transmisiones sobre líneas de potencia.
802.12 LAN de acceso de prioridad bajo demanda (100VG-AnyLAN). • comité que define la norma ethernet a 100 Mbps con el método de
acceso de prioridad bajo demanda propuesto por la Hewlett
Packard y otros fabricantes.
• el cable especificado es un par trenzado de 4 hilos de cobre
utilizándose un concentrador central para controlar el acceso al
cable.
• las prioridades están disponibles para soportar la distribución en
tiempo real de aplicaciones multimediales.
• los concentradores 100VG-AnyLAN controlan el acceso a la red
con lo cual eliminan la necesidad de que las estaciones de trabajo
detecten una señal portadora, como sucede en el CSMA/CD de la
norma ethernet.
• cuando una estación necesita transmitir, envía una petición al concentrador.
• todas las transmisiones se dirigen a través del concentrador, que
ofrece una conmutación rápida hacia el nodo destino.
• emisor y receptor son los únicos involucrados en las
transmisiones, a diferencia del CSMA/CD donde la transmisión es
difundidad por toda la red.
• si múltiples peticiones de transmisión llegan al concentrador,
primero se sirve la de mayor prioridad.
• si dos estaciones de trabajo hacen la solicitud con la misma
prioridad y al mismo tiempo, se van alternando para darles
servicio.
este método de trabajo es mejor que CSMA/CD.
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