El documento describe los conceptos fundamentales de Ethernet, incluyendo su historia, estándares, funciones, formato de trama y elementos. Explica que Ethernet es un estándar para redes de área local que utiliza CSMA/CD y define características de cableado, señalización y formatos de tramas. También describe las principales topologías de redes como bus, estrella, anillo y malla.
Estrategia de prompts, primeras ideas para su construcción
Red ethernet
1.
2. es un estándar de redes de área local para
computadores con acceso al medio por
contienda CSMA/CD (Acceso Múltiple por
Detección de Portadora con Detección de
Colisiones), es una técnica usada en redes
Ethernet para mejorar sus prestaciones.
Ethernet define las características de cableado
y señalización de nivel físico y los formatos
de tramas de datos del nivel de enlace de
datos del modelo OSI.
3. funciones:
Definir los medios físicos por los que va a viajar la
comunicación: cable de pares trenzados, coaxial, guías
de onda, aire, fibra óptica.
Definir las características materiales (componentes y
conectores mecánicos) que se van a usar en la
transmisión de los datos por los medios físicos.
Definir las características funcionales de la interfaz.
Transmitir el flujo de bits a través del medio.
Manejar las señales eléctricas del medio de transmisión
Garantizar la conexión.
4. se ocupa del direccionamiento físico, de la
topología de la red, del acceso al medio, de la
detección de errores, de la distribución
ordenada de tramas y del control del flujo.
Uno de los aspectos más importantes a revisar
en el momento de conectar dos ordenadores, ya
que está entre la capa 1 y 3 como parte esencial
para la creación de sus protocolos básicos
(MAC, IP), para regular la forma de la conexión
entre computadoras así determinando el paso
de tramas, y corregir errores.
5. por conteo de caracteres:
al principio de la trama se pone el número de bytes que
representa el principio y fin de las tramas. Se emplean
STX (Start of Transmission) para empezar y ETX (End of
Transmission) para terminar.
por secuencias de bits:
se puede emplear una secuencia de bits para indicar el
principio y fin de una trama. Se suele emplear el
"guion", 01111110, en transmisión siempre que
aparezcan cinco unos seguidos se rellena con un cero;
en recepción siempre que tras cinco unos aparezca un
cero se elimina.
por violación del nivel físico:
se trata de introducir una señal, o nivel de señal, que no
se corresponda ni con un "1" ni con un "0".
6. fue el primer intento para estandarizar ethernet Aunque
hubo un campo de la cabecera que se definió de forma
diferente, posteriormente ha habido ampliaciones sucesivas
al estándar que cubrieron las ampliaciones de velocidad (Fast
Ethernet, Gigabit Ethernet y el de 10 Gigabits Ethernet), redes
virtuales, hubs, conmutadores y distintos tipos de medios,
tanto defibra óptica como de cables de cobre (tanto par
trenzado como coaxial).
Los estándares de este grupo no reflejan necesariamente lo
que se usa en la práctica, aunque a diferencia de otros grupos
este suele estar cerca de la realidad.
7. Estándar
Fecha Descripción
Ethernet
10BASE2 10 Mbit/s sobre coaxial fino (thinnet o cheapernet). Longitud
802.3a 1985 máxima del seg
802.3b 198510BROAD36
802.3c 1985Especificación de repetidores de 10 Mbit/s
FOIRL (Fiber-Optic Inter-Repeater Link) enlace de fibra óptica entre
802.3d 1987 repetidores.
802.3e 19871BASE5 o StarLAN
10BASE-T 10 Mbit/s sobre par trenzado no blindado (UTP). Longitud
802.3i 1990 máxima del segmento 150 metros.
10BASE-F 10 Mbit/s sobre fibra óptica. Longitud máxima del segmento
802.3j 1993 1000 metros
100BASE-TX, 100BASE-T4, 100BASE-FX Fast Ethernet a 100
802.3u 1995 Mbit/s con auto-negociación de velocidad.
802.3x 1997 Full Duplex (Transmisión y recepción simultáneos) y control de flujo
8. Estándar Ethernet Fecha Descripción
100BASE-T2 100 Mbit/s sobre par trenzado no blindado(UTP).
802.3y 1998 Longitud máxima del segmento 100 metros
802.3z 1998 1000BASE-X Ethernet de 1 Gbit/s sobre fibra óptica.
802.3ab 1999 1000BASE-T Ethernet de 1 Gbit/s sobre par trenzado no blindado
Extensión de la trama máxima a 1522 bytes (para permitir las "Q-tag") Las Q-
tag incluyen información para 802.1Q VLAN y manejan prioridades según el
802.3ac 1998 estandar 802.1p.
802.3ad 2000Agregación de enlaces paralelos.
802.3ae 2003Ethernet a 10 Gbit/s ; 10GBASE-SR, 10GBASE-LR
IEEE 802.3af 2003 Alimentación sobre Ethernet (PoE).
802.3ah 2004Ethernet en la última milla.
802.3ak 200410GBASE-CX4 Ethernet a 10 Gbit/s sobre cable bi-axial.
802.3an 2006 10GBASE-T Ethernet a 10 Gbit/s sobre par trenzado no blindado (UTP)
9. El primer campo es el preámbulo que indica el inicio
de la trama y tienen el objeto de que el dispositivo que
lo recibe detecte una nueva trama y se sincronice.
El delimitador de inicio de trama indica que el frame
empieza a partir de él.
Los campos de MAC (o dirección) de destino y origen
indican las direcciones físicas del dispositivo al que van
dirigidos los datos y del dispositivo origen de los
datos, respectivamente.
La etiqueta es un campo opcional que indica la
pertenencia a una VLAN o prioridad en IEEE P802.1p
10. Ethernetype indica con que protocolo están encapsulados
los datos que contiene la Payload, en caso de que se usase
un protocolo de capa superior.
La Payload es donde van todos los datos y, en el caso
correspondiente, cabeceras de otros protocolos de capas
superiores (Según Modelo OSI, vease Protocolos en
informática) que pudieran formatear a los datos que se
tramiten (IP, TCP, etc). Tiene un mínimo de 46 Bytes (o 42 si
es la versión 802.1Q) hasta un máximo de 1500 Bytes.
La secuencia de comprobación es un campo de 4 bytes que
contiene un valor de verificación CRC (Control de
redundancia cíclica). El emisor calcula el CRC de toda la
trama, desde el campo destino al campo CRC suponiendo
que vale 0. El receptor lo recalcula, si el valor calculado es 0
la trama es válida.
El gap de final de trama son 12 bytes vacíos con el objetivo
de espaciado entre tramas.
11.
12. Velocidad de transmisión.
Tipo de cable.
Longitud máxima.
Topología.
13.
14. Los elementos de una red Ethernet:
Repetidor.
HUB.
Bridge.
Switch.
15. aumenta el alcance de una conexión física, recibiendo
las señales y retransmitiéndolas, para evitar su
degradación.
16. Funciona como un repetidor pero permite la interconexión
de múltiples nodos. Su funcionamiento es relativamente
simple pues recibe una trama de ethernet, por uno de sus
puertos, y la repite por todos sus puertos restantes sin ejecutar
ningún proceso.
17. Interconecta segmentos de red haciendo el cambio
de frames (tramas) entre las redes de acuerdo con una tabla de
direcciones que le dice en qué segmento está ubicada una
dirección.
18. Su función es interconectar dos o más segmentos de red,
de manera similar pasando datos de un segmento a otro
de acuerdo con la dirección MAC.
19. La topología de una red es el arreglo físico o lógico en
el cual los dispositivos o nodos de una red (e.g.
computadoras, impresoras, servidores, hubs, switches,
enrutadores, etc.) se interconectan entre sí sobre un
medio de comunicación.
a) Topología física: Se refiere al diseño actual del medio de
transmisión de la red.
b) Topología lógica: Se refiere a la trayectoria lógica que
una señal a su paso por los nodos de la red.
Existen varias topologías de red básicas (ducto, estrella,
anillo y malla), pero también existen redes híbridas que
combinan una o más de las topologías anteriores en
una misma red.
20. Una topología de ducto o bus está caracterizada por una
dorsal principal con dispositivos de red interconectados a lo
largo de la dorsal. Las redes de ductos son consideradas
como topologías pasivas. Las computadoras "escuchan" al
ducto. Cuando éstas están listas para transmitir, ellas se
aseguran que no haya nadie más transmitiendo en el ducto,
y entonces ellas envían sus paquetes de información. Las
redes de ducto basadas en contención (ya que cada
computadora debe contender por un tiempo de transmisión)
típicamente emplean la arquitectura de red ETHERNET.
21. En una topología de estrella, las computadoras en la red se
conectan a un dispositivo central conocido como concentrador
(hub en inglés) o a un conmutador de paquetes (swicth en
inglés). En un ambiente LAN cada computadora se conecta con
su propio cable (típicamente par trenzado) a un puerto del hub
o switch. Este tipo de red sigue siendo pasiva, utilizando un
método basado en contensión, las computadoras escuchan el
cable y contienden por un tiempo de transmisión.
22. Una topología de anillo conecta los dispositivos de red uno tras
otro sobre el cable en un círculo físico. La topología de anillo
mueve información sobre el cable en una dirección y es
considerada como una topología activa. Las computadoras en la
red retransmiten los paquetes que reciben y los envían a la
siguiente computadora en la red. El acceso al medio de la red es
otorgado a una computadora en particular en la red por un
"token". El token circula alrededor del anillo y cuando una
computadora desea enviar datos, espera al token y posiciona de
él. La computadora entonces envía los datos sobre el cable. La
computadora destino envía un mensaje (a la computadora que
envió los datos) que de fueron recibidos correctamente. La
computadora que transmitio los datos, crea un nuevo token y los
envía a la siguiente computadora, empezando el ritual de paso
de token o estafeta (token passing) nuevamente.
23. La topología de malla (mesh) utiliza conexiones
redundantes entre los dispositivos de la red aí como una
estrategía de tolerancia a fallas. Cada dispositivo en la red
está conectado a todos los demás (todos conectados con
todos). Este tipo de tecnología requiere mucho cable
(cuando se utiliza el cable como medio, pero puede ser
inalámbrico también). Pero debido a la redundancia, la red
puede seguir operando si una conexión se rompe. Las redes
de malla, obviamente, son mas difíciles y caras para
instalar que las otras topologías de red debido al gran
número de conexiones requeridas.