Redes (IS20) Ingeniería Técnica en Informática de Sistemas http://www.icc.uji.es ÍNDICE CAPÍTULO 6: Estándares en LAN 1. Normas IEEE 2. Estándar IEEE 802.3 (Ethernet) 3. Estándar IEEE 802.2 (LLC) 4. Estándar IEEE 802.4 (Token Bus) 5. Estándar IEEE 802.5 (Token Ring) Curso 2002-2003 - Redes (IS20) -Capítulo 6 1 1. Normas IEEE • El IEEE ha producido varios estándares para LAN • Se define 3 niveles con las siguientes funciones: 1. Normas IEEE – Control lógico del enlace • Control de errores y de flujo • Actúa de interfaz con los niveles superiores – Subnivel MAC • • • • Estructuración de tramas Direccionamiento a nivel de acceso al medio Detección de errores Asignación del canal – Físico • Señalización • Transmisión y recepción de datos • Estudiaremos alguno de los estándares para LAN Curso 2002-2003 - Redes (IS20) -Capítulo 6 2 1 1. Normas IEEE 1. Normas IEEE • Algunos estándares para LAN de IEEE : Curso 2002-2003 - Redes (IS20) -Capítulo 6 3 • En redes de área local se suelen utilizar topologías estructuradas: 1. Normas IEEE • • • • Topología de Bus: – La estación transmisora envía el mensaje a lo largo del bus en las dos direcciones: pasa por todos los nodos del bus – Las estaciones leen el encabezado y almacenan el paquete en su buffer si son el destino del paquete. Las señales en el bus son absorbidas en los terminadores Topología de Anillo: – La comunicación se realiza en una dirección a lo largo del anillo – Los paquetes, pasan por cualquier estación, la estación de destino lee el paquete – Una señal en el anillo es absorbida por el repetidor de la estación que la emitió Topología de Estrella: – El nodo central actúa como director del tráfico – El tráfico de periferia se dirige al nodo central, y este lo envía al nodo final Topología de Árbol: – Puede ser usada con multiplexación por división de frecuencias – La transmisión es en una sola dirección en cada banda multiplexada Curso 2002-2003 - Redes (IS20) -Capítulo 6 4 2 2. Estándar IEEE 802.3 2. Estándar IEEE 802.3 2.1. Formato de trama 2.2. Protocolos de asignación de canal 2.3. Nivel físico Curso 2002-2003 - Redes (IS20) -Capítulo 6 5 2. Estándar IEEE 802.3 2.1. Formato de trama – Preámbulo (7 bytes) de bits ceros y unos alternados para sincronización entre emisor y receptor – Delimitador del comienzo de trama (SFD): secuencia 10101011 – Dirección de destino (DA) (6 bytes): especifica destino de la trama mediante dirección física de estación, dirección de grupo o dirección global. – Dirección de origen (SA) (6 bytes): dirección estación que envío la trama – Longitud/tipo (2 bytes): contiene longitud del campo de datos LLC expresado en bytes o el campo tipo de Ethernet (primeras redes) – Datos LLC: datos proporcionados por el “control de enlace lógico” – Relleno: bytes añadidos para adaptar longitud de trama a la técnica de detección de colisiones (CD) – Secuencia de comprobación de trama (FCS o CRC) (4 bytes): CRC-32 calculada a partir de todos los campos excepto preámbulo, SFD y FCS Curso 2002-2003 - Redes (IS20) -Capítulo 6 6 3 2. Estándar IEEE 802.3 2.2. Protocolos de asignación del canal • El 802.3 referencia a protocolos CSMA/CD 1-persistente (protocolos con detección de portadora y colisiones) • Técnica CSMA/CD 1. La estación transmite si medio libre, si no ir a 2 2. Si medio ocupado, estación escucha hasta canal libre y después transmite 3. Si se detecta colisión, las estaciones transmiten una señal corta de alerta para notificar a todas las demás. Se detiene la transmisión 4. Tras señal de alerta se espera tiempo aleatorio y se vuelve al paso 1. • El retardo en el paso 4 se obtiene por la técnica de espera exponencial binaria • Las restricciones en la longitud del segmento están relacionadas con la atenuación de las señales (longitud tal que se puedan detectar colisiones) Curso 2002-2003 - Redes (IS20) -Capítulo 6 7 2.3. Nivel físico 2. Estándar IEEE 802.3 • El Estándar especifica: 1) Velocidad de transmisión en Mbps 2) Método de señalización 3) Longitud máxima del segmento o línea en centenas de metros (T=par, F=fibra) que puede incrementarse con repetidores Estándar a 10Mbps, con señalización Manchester • 10BASE5: coaxial grueso (50Ω), 100nodos/seg, 500m, más longitud con repetidores (máximo 4) • 10BASE2: coaxial delgado (50Ω), 30 nodo/seg, 185m, puede combinarse con el 10BASE5 • 10BASE-T: Par trenzado, punto a punto, alcance 100m (con Fibra 500m) conector RJ45. Diferentes calidades • 10BASE-F: Fibra óptica, un par por enlace, (500m) Curso 2002-2003 - Redes (IS20) -Capítulo 6 8 4 2.3. Nivel físico 2. Estándar IEEE 802.3 Estándares a 100Mbps (Fast Ethernet) con 2 enlaces físicos entre los nodos • 100BASETX: 2 Pares trenzados UTP cat.5 o STP. Usa 4B5B y MLT-3 • 100BASEFX: 2 fibras ópticas. Usa 4B5B y NRZI • 100BASET4: 4 pares UTP cat.5 (3 para transmisión). Usa 8B6T y NRZ Elementos: • Transceivers: – Conecta el host al medio físico • Repetidores: – Máximo 4 repetidores entre dos nodos • Puentes (Bridges-Switches): – Interconectan distintas LANs (Ethernet) que usan el mismo protocolo MAC – Filtran el tráfico entre las LANs por dirección de paquete (dirección MAC) • Routers: – Interconectan distintas LANs (Ethernet), LAN-WAN, WAN-WAN – Filtran el tráfico entre las LANs por direcciones de protocolo (capa de red) – Realizan conversión de protocolos Curso 2002-2003 - Redes (IS20) -Capítulo 6 9 2. Estándar IEEE 802.2 (LLC) 3. Estándar IEEE 802.2 (LLC) • El estándar 802.2 describe la parte superior de la capa de enlace de datos que usa: protocolo LLC (logical link control) • MAC: control errores CRC-32 • LLC: proporciona control de errores y control de flujo (cabecera con secuencia y acuse). Especifica usuarios de LLC o puntos de acceso al servicio (SAP) • Ofrece servicios: – sin conexión no confirmado: no confirmación, detección de errores y rechazo a nivel de MAC – con conexión: se establece conexión previa al intercambio entre dos SAP del LCC – sin conexión confirmado: los datos enviados son confirmados tras la recepción Curso 2002-2003 - Redes (IS20) -Capítulo 6 10 5 4. Estándar IEEE 802.4 (Token Bus) 4. Estándar IEEE 802.4 (Token Bus) • Topología lógica en anillo, física en bus. – Cable coaxial 75Ω de banda ancha – Capacidad canal entre 1.5 y 10 Mbps – Modulación analógica por desplazamiento de fase y otras • Protocolo MAC – – – – – – – Cable lineal con estaciones conectadas El anillo se forma según el orden de numeración de las estaciones Una estación pasará el turno (testigo) a su vecina inmediata Existe un tiempo máximo de posesión del token o testigo No existe prioridad entre las estaciones Dentro de cada estación existen cuatro niveles de prioridad: 0(-),2,4,6(+) Protocolo muy complejo 5. Estándar IEEE 802.5 (Token Ring) Curso 2002-2003 - Redes (IS20) -Capítulo 6 11 5. Estándar IEEE 802.5 (Token Ring) Protocolo MAC para topología en anillo: – Modo de escucha: • La estación puede detectar su dirección en el trafico • En general, una estación: – Lee cualquier paquete que circula por la red – Lo retransmite después de un retardo de varios bits – Modo de transmisión: • La transmisión es controlada por el testigo. El testigo: – Es un bit o un conjunto de bits dedicados con estados libre y ocupado • Si ninguna estación emite circula un testigo libre por el anillo • Cuando una estación tiene que emitir: – Espera a que le llegue el testigo libre – Cambia uno de los bits del testigo y lo convierte en inicio trama – La trama da una vuelta completa y se absorbe en la estación emisora – Mientras no hay testigo disponible el resto de estaciones espera – Si transmisión acaba estación introduce un nuevo testigo • En condiciones de baja carga, presenta cierta ineficacia • En condiciones de alta carga, funciona como un sistema de turno rotatorio Curso 2002-2003 - Redes (IS20) -Capítulo 6 12 6 5. Estándar IEEE 802.5 (Token Ring) 5. Estándar IEEE 802.5 (Token Ring) • Problemas – Pérdida de testigo – Ruptura del anillo – Tramas huérfanas,...etc • Características: – – – – – Cable coaxial (10Base2, 10Base5), par trenzado o fibra óptica Modulación digital mediante código Manchester Capacidad de canal entre 1 y 4 Mbps (según tamaño trama) Mecanismo de prioridades Tiempo máximo de posesión del token 10 milisegundos 5. Estándar IEEE 802.5 (Token Ring) Curso 2002-2003 - Redes (IS20) -Capítulo 6 13 5. Estándar IEEE 802.5 (Token Ring) • Formato trama: – Combinaciones de A (dirección reconocida) y C (trama copiada): (A,C)=(0,0) (1,0) (1,1) – ED uno de sus campos activo indica inserción de nuevo testigo Curso 2002-2003 - Redes (IS20) -Capítulo 6 14 7