Intensivo Diseño de Redes Evolución de Ethernet Estándares IEEE Redes LAN. Medios Ethernet Topología Ancho de banda Ing. Manuel Ramírez Pírez 13 de enero de 2014

Ethernet Ethernet es la tecnología LAN de uso más frecuente. Un grupo formado por las empresas Digital, Intel y Xerox, conocido como DIX, fue el primero en implementar Ethernet. DIX creó e implementó la primera especificación LAN Ethernet, la cual se utilizó como base para la especificación 802.3 del Instituto de Ingenieros Eléctrica y Electrónica (IEEE), publicada en 1980. Más tarde, el IEEE extendió la especificación 802.3 a tres nuevas comisiones conocidas como 802.3u (Fast Ethernet), 802.3z (Gigabit Ethernet transmitido en fibra óptica) y 802.3ab (Gigabit Ethernet en UTP).

Evolución de Ethernet En 1980 apareció la versión 1, seguida por la versión 2 en 1982 1983, se convirtió en la norma IEEE 802.3, siendo adoptada por ISO como ISO 8802.3. En muy poco tiempo, Ethernet se convirtió en la tecnología LAN más extendida. 1995: Fast Ethernet con una velocidad de 100 Mbps, mejorando notablemente las prestaciones de capacidad e interconexión de Ethernet. 1998 llegó Gigabit Ethernet, que empezó a ser utilizado en los centros de datos y las redes troncales y empresariales. 2002 se aprobó el nuevo estándar 10 Gigabit Ethernet o IEEE. En 2010 se aprobará el IEEE 802.3ba, desde el que se llevaba trabajando desde 2006 y cuyo primer borrador apareció a finales de 2008 Los medios que soporta 100 Mbps son par trenzado y fibra óptica Los medios que soporta 1000 Mbps son par trenzado y fibra óptica 10 GigaBit Ethernet solo soporta fibra óptica para backbones

Organización de los estándares de la IEEE y el modelo OSI de la ISO Los estándares de la IEEE están organizados de acuerdo al modelo de referencia OSI - Open Systems Interconnection (modelo desarrollado en 1978 por la OSI, organización ubicada en Ginebra, Suiza - www.osi.ch-) El modelo de referencia OSI es una forma de describir como el hardware y el software pueden organizarse para que los componentes de una red se puedan comunicar. El modelo OSI divide las tareas que se realizan en una red en 7 partes separadas llamadas capas o niveles.

Capas IEEE dentro del modelo OSI

Identificadores IEEE

Surgimiento de las redes LAN A mediados de la década de 1980, las tecnologías de red que habían emergido se habían creado con implementaciones de hardware y software distintas. Cada empresa dedicada a crear hardware y software para redes utilizaba sus propios estándares corporativos. Estos estándares individuales se desarrollaron como consecuencia de la competencia con otras empresas. Por lo tanto, muchas de las nuevas tecnologías no eran compatibles entre sí. Se tornó cada vez más difícil la comunicación entre redes que usaban distintas especificaciones. Esto a menudo obligaba a deshacerse de los equipos de la antigua red al implementar equipos de red nuevos.

En un sistema LAN, cada departamento de la empresa era una especie de isla electrónica. A medida que el uso de los computadores en las empresas aumentaba, pronto resultó obvio que incluso las LAN no eran suficientes.

Redes LAN Las LAN constan de los siguientes componentes: • Computadores • Tarjetas de interfaz de red • Dispositivos periféricos • Medios de networking • Dispositivos de networking

Campus Un grupo de instalaciones cuyos edificios se encuentran ubicados a corta distancia unos de otros y que pertenecen a una sola organización.

Medios Ethernet Las especificaciones de los cables y conectores usados para admitir las implementaciones de Ethernet derivan del cuerpo de estándares de la Asociación de la Industria de las telecomunicaciones (TIA) y la Asociación de Industrias Electrónicas (EIA) Las categorías de cableado definidas para Ethernet derivan del Estándar de Recorridos y Espacios de Telecomunicaciones para Edificios Comerciales EIA/TIA-568 (SP2840).

Especificaciones de cables El cable coaxial consiste de un conductor de cobre rodeado de una capa de aislante flexible. El conductor central también puede ser hecho de un cable de aluminio cubierto de estaño que permite que el cable sea fabricado de forma económica

Cable coaxial

Implementación UTP EIA/TIA especifica el uso de un conector RJ-45 para cables UTP. Las letras RJ significan "registered jack"(jack registrado), y el número 45 se refiere a una secuencia específica de cableado. El conector conector transparente RJ-45 muestra ocho hilos de distintos colores. Cuatro de estos hilos conducen el voltaje y se consideran "tip" (punta) (T1 a T4). Los otros cuatro hilos están conectados a tierra y se llaman "ring" (anillo) (R1 a R4). Tip y ring son términos que surgieron a comienzos de la era de la telefonía. Hoy, estos términos se refieren al hilo positivo y negativo de un par. Los hilos del primer par de un cable o conector se llaman T1 y R1. El segundo par son T2 y R2, y así sucesivamente.

Cable STP El cable de par trenzado blindado (STP) combina las técnicas de blindaje, cancelación y trenzado de cables. Cada par de hilos está envuelto en un papel metálico. Los dos pares de hilos están envueltos juntos en una trenza o papel metálico. Generalmente es un cable de 150 ohmios. Según se especifica para el uso en instalaciones de redes Token Ring

UTP El cable de par trenzado no blindado (UTP) es un medio de cuatro pares de hilos que se utiliza en diversos tipos de redes. Cada uno de los 8 hilos de cobre individuales del cable UTP está revestido de un material aislante. Además, cada par de hilos está trenzado.

RJ 45 El estándar de Ethernet especifica que cada pin de un conector RJ-45 debe tener una función particular. Una NIC (tarjeta de interfaz de red) transmite señales en los pins 1 y 2, y recibe señales en los pins 3 y 6. Los hilos de los cables UTP deben estar conectados a los correspondientes pins en cada extremo del cable. El mapa de cableado asegura que no existan circuitos abiertos o cortocircuitos en el cable. Un circuito abierto ocurre cuando un hilo no está correctamente unido al conector. Un cortocircuito ocurre cuando dos hilos están conectados entre sí.

El cable Categoría 5 es el que actualmente se recomienda e implementa con mayor frecuencia en las instalaciones. Sin embargo, las predicciones de los analistas y sondeos independientes indican que el cable de Categoría 6 sobrepasará al cable Categoría 5 en instalaciones de red. El hecho que los requerimientos de canal y enlace de la Categoría 6 sean compatibles con la Categoría 5e hace muy fácil para los clientes elegir Categoría 6 y reemplazar la Categoría 5e en sus redes. Las aplicaciones que funcionan sobre Categoría 5e también lo harán sobre Categoría 6.

Fibra Óptica DESVENTAJAS Una fibra óptica consta de un cilindro de vidrio extremadamente delgado, denominado núcleo, recubierto por una capa de vidrio concéntrica, conocida como revestimiento. Las fibras a veces son de plástico. El plástico es más fácil de instalar, pero no puede llevar los pulsos de luz a distancias tan grandes como el vidrio DESVENTAJAS

Cable Directo. Ambos extremos del cable deben tener la misma distribución. No existe diferencia alguna en la conectividad entre la distribución 568B y la distribución 568A siempre y cuando en ambos extremos se use la misma, en caso contrario hablamos de un cable cruzado. El cable que conecta un puerto de un switch al puerto de otro switch recibe el nombre de cable de conexión cruzada

Un repetidor es un dispositivo de red que se utiliza para regenerar una señal. Los repetidores regeneran señales analógicas o digitales que se distorsionan a causa de pérdidas en la transmisión producidas por la atenuación. Un repetidor no toma decisiones inteligentes acerca del envío de paquetes como lo hace un router o puente.

Los hubs concentran las conexiones Los hubs concentran las conexiones. En otras palabras, permiten que la red trate un grupo de hosts como si fuera una sola unidad. Esto sucede de manera pasiva, sin interferir en la transmisión de datos. Los hubs activos no sólo concentran hosts, sino que además regeneran señales. Los Hub son dispositivos de capa 1

Puente

Los switches de grupos de trabajo agregan inteligencia a la administración de transferencia de datos. No sólo son capaces de determinar si los datos deben permanecer o no en una LAN, sino que pueden transferir los datos únicamente a la conexión que necesita esos datos. Otra diferencia entre un puente y un switch es que un switch no convierte formatos de transmisión de datos

Los routers pueden regenerar señales, concentrar múltiples conexiones, convertir formatos de transmisión de datos, y manejar transferencias de datos. También pueden conectarse a una WAN, lo que les permite conectar LAN que se encuentran separadas por grandes distancias. Ninguno de los demás dispositivos puede proporcionar este tipo de conexión.

Topología La topología define la estructura de una red. La definición de topología está compuesta por dos partes: Topología física, que es la disposición real de los cables (los medios). Topología lógica, que define la forma en que los hosts acceden a los medios (broadcast y transmisón de tokens)

Topologías Físicas

Topología Lógica Broadcast: simplemente significa que cada host envía sus datos hacia todos los demás hosts del medio de red. Las estaciones no siguen ningún orden para utilizar la red, el orden es el primero que entra, el primero que se sirve. Esta es la forma en que funciona Ethernet

Tokens: La transmisión de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token electrónico de forma secuencial a cada host. Cuando un host recibe el token, eso significa que el host puede enviar datos a través de la red. Si el host no tiene ningún dato para enviar, transmite el token hacia el siguiente host y el proceso se vuelve a repetir.

Ancho de banda Cantidad de información que puede fluir a través de una conexión de red en un período dado.

El ancho de banda es un concepto sumamente importante para los sistemas de comunicación. Dos formas de considerar el ancho de banda, que resultan importantes en el estudio de las LAN, son el ancho de banda analógico y el ancho de banda digital.

Medición del ancho de banda

Limitaciones

Calculo del ancho de banda Aplicando la fórmula tiempo de transferencia = tamaño del archivo / ancho de banda (T=Tm/AB), un administrador de red puede estimar varios de los importantes componentes del rendimiento de una red. Si se conoce el tamaño típico de un archivo para una aplicación dada, al dividir el tamaño del archivo por el ancho de banda de la red, se obtiene una estimación del tiempo más rápido en el cual se puede transferir el archivo.

Ancho de banda analógico El ancho de banda analógico normalmente se refiere a la gama de frecuencias de un sistema electrónico analógico. El ancho de banda analógico se podría utilizar para describir la gama de frecuencias transmitidas por una estación de radio o un amplificador electrónico. La unidad de medida para el ancho de banda analógico es el hercio, al igual que la unidad de frecuencia.

Ancho de banda digital El ancho de banda digital mide la cantidad de información que puede fluir desde un punto hacia otro en un período de tiempo determinado. La unidad de medida fundamental para el ancho de banda digital es bits por segundo (bps). Como las LAN son capaces de velocidades de miles o millones de bits por segundo, la medida se expresa en kbps o Mbps. Los medios físicos, las tecnologías actuales y las leyes de la física limitan el ancho de banda.

Bibliografía http://www.ramonmillan.com/tutoriales/100gigabitethernet.php#sthash.drgScqtm.dpuf Cisco networking Academy CCNA 3 conmutación y conexión inalambrica LAN

Taller No 1 ¿Cuáles son las características técnicas de 40 y 100 gigabit ethernet?. En que capas del modelo OSI opera Ethernet. Explique. ¿Qué aspectos trata el estándar IEEE 802.2 y estándar 802.3 para Ethernet? Explique como funciona el protocolo ARP ¿Cómo funciona Ethernet half duplex ¿Qué son las colisiones en el canal ethernet? ¿Qué es Ethernet full Duplex? Explique cada uno de los beneficios de una red jerárquica