RESUMEN ETHERNET CONMUTADA / FAST ETHERNET

SEÑALIZACIÓN DIGITAL DE DATOS DIGITALES

La más común, y la más fácil, manera de transmitir señales digitales es usando dos diferentes niveles de voltaje para dos dígitos binarios. Típicamente un voltaje negativo es usado para representar un 1 binario y un voltaje positivo es usado para representar un 0 binario. (Figura 1). Este código es conocido como nonreturn to zero level (NRZ-L) (Esto significa que la señal nunca retornará el voltaje a cero, y el valor durante un periodo es un cierto nivel nivel de voltaje).

NRZ-L es frecuentemente usado para muchas conexiones pequeñas, tal como entre una computadora personal y un modem externo o una terminal y una computadora cercana.

GENERALIDADES ETHERNET/IEEE802.3

Ethernet está diseñado para cubrir la tierra de nadie entre la redes de ordenador de oficina, especializadas y de baja velocidad y grandes distancias transportando datos a alta velocidad para distancias muy limitadas. Ethernet suele utilizarse para referirse a todas las LANs tipo "Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection (CSMA/CD)" que suelen cumplir con las especificaciones Ethernet, incluyendo IEEE 802.3. Ethernet está bien adaptada a las aplicaciones en que el soporte de comunicaciones local a menudo tiene que procesar un elevado tráfico con puntas elevadas de intercambio de datos. Las estaciones en una LAN CSMA/CD pueden acceder a la red en cualquier momento y, antes de enviar los datos, las estaciones CSMA/CD "escuchan" la red para ver si ya es operativa. Si lo está, la estación que desea transmitir espera. Si la red no está en uso, la estación transmite. Se produce una colisión cuando dos estaciones que escuchan el tráfico en la red no "oyen" nada y transmiten simultáneamente. En este caso, ambas transmisiones quedan desbaratadas y las estaciones deben transmitir de nuevo en otro momento. Los algoritmos Backoff determinan cuando deben retransmitir las estaciones que han colisionado.

Las estaciones CSMA/CD pueden detectar colisiones y determinar cuando retransmitir. Ambas LANs, Ethernet y IEEE 802.3 son redes de difusión, lo que significa que todas las estaciones ven todos los paquetes, sin tener en cuenta si representan un destino determinado. Cada estación debe examinar los paquetes recibidos para determinar si la estación es un destino. En este caso, el paquete se pasa a una capa de protocolo superior para su procesamiento adecuado.

Las diferencias entre LANs Ethernet y IEEE 802.3 son sutiles. Ethernet proporciona servicios correspondientes a las capas 1 y 2 del modelo de referencia OSI, mientras que IEEE 802.3 especifica la capa física (Capa 1) y la parte de acceso - canal de la capa de enlace (Capa 2), pero no define un protocolo de control de enlace lógico. Así como el resto de funciones de las capas 1 y 2, tanto Ethernet como IEEE 802.3 están implementadas en hardware, en general a través de una tarjeta de interfaz en un ordenador o a través de una placa principal en el propio ordenador.

CSMA/CD (CARRIER SENSE MULTIPLE ACCES WITH COLLISION SETECTION)

- CS: Cuando la interfaz del servidor tiene un paquete para transmitir, escucha el ether para determinar si hay mensajes siendo transmitidos. Si no detecta transmisión alguna, la interfaz comienza a enviar.

- MA: Todas las computadoras conectadas al cable pueden transmitir cuando hay datos por enviar, por lo anterior es posible que 2 Transceivers determinen que la red esta ociosa y comiencen a transmitir al mismo tiempo.

- CD: Si dos computadoras envían datos al mismo tiempo, sus transmisiones pueden chocar. Cada Transceiver monitora el cable mientras esta transfiriendo para verificar que una señal externa no interfiera con la suya. Cuando una colisión es detectada, la interfaz aborta la transmisión y espera hasta que la actividad cese antes de volver a intentar la transmisión. Cada computadora espera un tiempo al azar antes de retransmitir. Como cada una espera tiempo determinado, la posibilidad de colisionar de nuevo es mínima.

El uso de los repetidores es la forma mas económica de extender una red Ethernet, pero al amplificar señales copian también ruido o errores que puedan ocurrir de un cable a otro. Esto es posible mejorarlo por medio de Bridge's (puentes).

DESCRIPCIÓN DE CSMA/CD

Los puntos de interés en lo que CSMA/CD se refiere son los siguientes:

- Cuando la interfaz del servidor tiene un paquete para transmitir, escucha el ether para determinar si hay mensajes siendo transmitidos. - Si no detecta transmisión alguna, la interfaz comienza a enviar. - Cada transmisión está limitada en el tiempo, pues existe un tamaño máximo de paquete. - Cuando un transceiver comienza a transmitir, la señal no llega a cada punto de la red simultáneamente, a pesar de que viaja a casi un 80% de la velocidad de la luz. - Por lo anterior, es posible que 2 transceivers determinen que la red está ociosa y comiencen a transmitir al mismo tiempo; provocando la colisión de las dos señales. - Detección de Colisiones (CD): Cada transceiver monitorea el cable mientras está transfiriendo para verificar que una señal externa no interfiera con la suya. - Cuando una colisión es detectada, la interfaz aborta la transmisión y espera hasta que la actividad cese antes de volver a intentar la transmisión. - Política de retención exponencial. El emisor espera un tiempo aleatorio después de la primera colisión; un periodo de espera 2 veces más largo que el primero en caso de una segunda colisión; 4 veces más largo la próxima vez, etc., reduciendo así al máximo la probabilidad de colisión.

10-MBPS ETHERNET

Para distinguir las diferentes implementaciones que hay disponibles, el comité IEEE 802.3 ha desarrollado una notación concisa:

<tasa de datos Mbps><Método de señalización><Máxima longitud del segmento en cientos de metros>

Las alternativas definidas a 10 Mbps sonlas siguientes: · 10BASE5 ,· 10BASE2 ,· 10BASE-T, 10BROAD36, · 10BASE-F .

Se puede observar que 10BASE-T y 10BASE-F no siguen la notación: "T" es para par trenzado (twisted pair) y "F" es para fibra óptica (optical fiber). La alternativa 10BROAD36 define un sistema de topología de árbol con cable coaxial broadband a 10 Mbps, con una longitud máxima de 3600 m. Esta alternativa es raramente usada, así que no se mencionará más. La tabla 7.2 resume las otras opciones de 10Mbps. Además de estas alternativas, hay versiones que operan a 100 Mbps y 1 Gbps.

	10BASE5	10BASE2	10BASE-T	10BASE-FP
Medio de Transmisión	Cable Coaxial (50 Ohms)	Cable Coaxial (50 Ohms)	Par trenzado sin blindaje	Par de fibra óptica de 850-nm
Técnica de señalización	Baseband (Manchester)	Baseband (Manchester)	Baseband (Manchester)	Manchester/on-off
Topología	Bus	Bus	Star	Star
Longitud máx. del segmento(m)	500	185	100	500
Nodos por segmento	100	3033	-	33
Diámetro del cable	10 mm	5 mm	0.4 a 0.6 mm	62.5/125m

FAST ETHERNET

Fast Ethernet se crea como respuesta a la demanda de mayores anchos de banda, capacitando así las conexiones de las nuevas aplicaciones, como bases de datos, o aplicaciones cliente-servidor, además con la gran ventaja que supone el pequeño gasto de actualización a Fast Ethernet, si lo comparamos con soluciones como FDDI o ATM, manteniendo también una total compatibilidad e interoperabilidad con Ethernet. 100BASE-T, también llamada como Fast Ethernet, es un conjunto de especificaciones desarrolladas por el comité IEEE 802.3 para proporcionar una LAN de bajo costo compatible con Ethernet que opera a 100 Mbps. El comité definió una serie de alternativas para ser usadas con diferentes medios de transmisión.

Las características de 100BaseT son: · Una velocidad de transferencia de100 Mbps. · Una subcapa (MAC) idéntica a la de 10BaseT. · Formato de tramas idéntico al de 10BaseT. · El mismo soporte de cableados que 10BaseT (cumpliendo con EIA/TIA-568). · Mayor consistencia ante los errores que los de 10 Mbps. En su forma más simple, una red 100BASE-T esta configurada en una topología star-wire, con todas las estaciones conectadas directamente a un punto central referido como repetidor multipuerto. En esta configuración, el repetidor tiene la responsabilidad de detectar colisiones, en lugar de que sean las estaciones conectadas las que hagan la detección de las colisiones.

- Ventajas · Los datos pueden moverse entre Ethernet y Fast Ethernet sin traducción protocolar.· Fast Ethernet también usa las mismas aplicaciones y los mismos drivers usados por Ethernet tradicional. · Fast Ethernet está basado en un esquema de cableado en estrella. Este topología es más fiable y en ella es más fácil de detectar los problemas que en 10Base2 con topología de bus.· En muchos casos, las instalaciones pueden actualizarse a 100BaseT sin reemplazar el cableado ya existente. · Fast Ethernet necesita sólo 2 pares de UTP categoría 5, mientras 100VG-AnyLAN necesita 4 pares. Así en algunos casos a Fast Ethernet se la prefiere.

- Desventajas · Si el cableado existente no se encuentra dentro de los estandares, puede haber un costo sustancial en el recableado. · Fast Ethernet puede ser más rápido que las necesidades de la workstations individuales y más lento que las necesidades de la red entera. · La tecnología "no es escalable" más allá de 100 Mbps. Así que el próximo perfeccionamiento tecnológico puede requerir una inversión mayor.

GIGABIT ETHERNET

La base del protocolo Gigabit Ethernet es el protocolo Ethernet, con un incremento de diez veces la velocidad de Fast Ethernet a 1000 Mbps o 1 gigabit por segundo (Gbps). Este protocolo fue estandarizado en Junio de 1998, promete ser un sistema dominante de alta velocidad en redes de área local y conectividad de servidores.

Para acelerar la velocidad desde 100 Mbps Fast Ethernet a 1 Gbps, fue necesario hacer importantes cambios en la interfase física. Se decidió que Gigabit Ethernet sería idéntico a Ethernet desde la capa de enlace de datos hacia arriba. Los cambios involucrados en la aceleración a 1 Gbps han sido resueltos incluyendo dos tecnologías juntas: IEEE 802.3 Ethernet y ANSI X3T11 FiberChannel.. Aplicando estas dos tecnologías, tenemos que el estándar puede tomar ventaja de la interfase física de alta velocidad existente como lo es la tecnología de FibreChannel manteniendo el formato de trama IEEE 802.3 Ethernet, compatibilidad subdesarrollada para medios ya instalados, y el uso de full- o half-duplex CSMA/CD. Este escenario ayuda a minimizar la complejidad tecnológica, resultando una tecnología estable que puede ser desarrollada rápidamente.

Capas de Gigabit Ethernet

PREGUNTAS ETHERNET CONMUTADA / FAST ETHERNET

1. Forma mas común de transmitir señales d igitales.

Se usa dos diferentes niveles de voltaje para dos dígitos binarios, para un voltaje negativo se representa con un 1 binario y para el positivo se representa un 0 binario. Este código es conocido como nonreturn to zero level (NRZ-L) (Esto significa que la señal nunca retornará el voltaje a cero, y el valor durante un periodo es un cierto nivel nivel de voltaje).

2. ¿Cuáles son las diferencias entre LANs Ethernet y IEEE 802.3?

Ethernet proporciona servicios correspondientes a las capas 1 y 2 del modelo de referencia OSI, mientras que IEEE 802.3 especifica la capa física (Capa 1) y la parte de acceso - canal de la capa de enlace (Capa 2), pero no define un protocolo de control de enlace lógico. Así como el resto de funciones de las capas 1 y 2, tanto Ethernet como IEEE 802.3 están implementadas en hardware, en general a través de una tarjeta de interfaz en un ordenador o a través de una placa principal en el propio ordenador.

3. Explique el significado de las siglas de CSMA/CD (CARRIER SENSE MULTIPLE ACCES WITH COLLISION SETECTION).

- CS: Cuando la interfaz del servidor tiene un paquete para transmitir, escucha el ether para determinar si hay mensajes siendo transmitidos. Si no detecta transmisión alguna, la interfaz comienza a enviar. - MA: Todas las computadoras conectadas al cable pueden transmitir cuando hay datos por enviar, por lo anterior es posible que 2 Transceivers determinen que la red esta ociosa y comiencen a transmitir al mismo tiempo. - CD: Si dos computadoras envían datos al mismo tiempo, sus transmisiones pueden chocar. Cada Transceiver monitora el cable mientras esta transfiriendo para verificar que una señal externa no interfiera con la suya. Cuando una colisión es detectada, la interfaz aborta la transmisión y espera hasta que la actividad cese antes de volver a intentar la transmisión. Cada computadora espera un tiempo al azar antes de retransmitir. Como cada una espera tiempo determinado, la posibilidad de colisionar de nuevo es mínima.

4. Descripción de CSMA/CD

§ Cuando la interfaz del servidor tiene un paquete para transmitir, escucha el ether para determinar si hay mensajes siendo transmitidos. § Si no detecta transmisión alguna, la interfaz comienza a enviar. § Cada transmisión está limitada en el tiempo, pues existe un tamaño máximo de paquete. § Cuando un transceiver comienza a transmitir, la señal no llega a cada punto de la red simultáneamente, a pesar de que viaja a casi un 80% de la velocidad de la luz. § Por lo anterior, es posible que 2 transceivers determinen que la red está ociosa y comiencen a transmitir al mismo tiempo; provocando la colisión de las dos señales. § Detección de Colisiones (CD): Cada transceiver monitorea el cable mientras está transfiriendo para verificar que una señal externa no interfiera con la suya. § Cuando una colisión es detectada, la interfaz aborta la transmisión y espera hasta que la actividad cese antes de volver a intentar la transmisión. § Política de retención exponencial. El emisor espera un tiempo aleatorio después de la primera colisión; un periodo de espera 2 veces más largo que el primero en caso de una segunda colisión; 4 veces más largo la próxima vez, etc., reduciendo así al máximo la probabilidad de colisión.

5. ¿Qué es FAST ETHERNET?

También llamada como 100BASE-T, es un conjunto de especificaciones desarrolladas por el comité IEEE 802.3 para proporcionar una LAN de bajo costo compatible con Ethernet que opera a 100 Mbps. El comité definió una serie de alternativas para ser usadas con diferentes medios de transmisión.

6. Mencione las características de 100BaseT.

· Una velocidad de transferencia de100 Mbps. · Una subcapa (MAC) idéntica a la de 10BaseT. · Formato de tramas idéntico al de 10BaseT. · El mismo soporte de cableados que 10BaseT (cumpliendo con EIA/TIA-568). · Mayor consistencia ante los errores que los de 10 Mbps.

7. ¿Qué es GIGABIT ETHERNET?

La base del protocolo Gigabit Ethernet es el protocolo Ethernet, con un incremento de diez veces la velocidad de Fast Ethernet a 1000 Mbps o 1 gigabit por segundo (Gbps). Este protocolo fue estandarizado en Junio de 1998, promete ser un sistema dominante de alta velocidad en redes de área local y conectividad de servidores.

8. Capas de Gigabit Ethernet

Medium access control, Gigabit media-dependent interface, 8B/10B encoder / decoder, 4D-PAMS, 1300-nm transceiver 1000 BASE-LX, 850-NM transceiver 1000BASE-SX, Copper tranceiver 1000 BASE-CX, UTP Transceiver 1000BASE-T.

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