Cap 02 Capa de Enlace-Tecnologia LAN

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIACapa de Enlace – Tecnología LAN

dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe

INSTITUTO NACIONAL DE INVESTIGACION Y CAPACITACION DE TELECOMUNICACIONES, INICTEL-UNI

Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

CURSO: REDES TELEMATICAS

FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA Y ELECTRONICA

Ingeniería de Telecomunicaciones

Profesor Daniel Díaz [email protected]

Docente Asociado Tiempo Parcial FIEE-UNIDirector de Investigación y Desarrollo

Tecnológico del INICTEL-UNI

Copyright @ 2009Lima-Perú

CAPA DE ENLACE Y REDES LAN


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

INTRODUCCIONINTRODUCCION


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

CAPA DE ENLACE DE DATOS

Internet

Enlace de datos

Internet

Enlace de datos

Internet

Enlace de datos

Internet

Enlace de datos

Internet

Enlace de datos

Aplicación

Transporte

Internet

Enlace de datos

Aplicación

Transporte

Internet

Enlace de datos

Internet

Enlace de datos

Router Router Router

Router Router

Router

Aplicaciónfinal

Aplicaciónfinal

Enlace de datos

Switch

Enlace de datos

Switch


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

Internet

Enlace de datos

Aplicación

Transporte

Internet

Enlace de datosRouter

Aplicación

Fa FbR1

R2

Fc

Fd

Tabla de enrutamiento

COMO FUNCIONA LA CAPA DE ENLACE DEDATOS

Decide enviar a la puerta de

enlace

Fa,Fb

Decide enviar al router R2

Fc,Fd

Fc,Fd

Dirección IP de origen IP1Dirección IP de destino IP2

propaga horizontal


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

SERVICIOS EN CAPA DE ENLACE DE DATOSEnmarcado (Framing)

►Casi todos los protocolos de la capa de enlace encapsula cada uno de los datagramas de la capa de red.

Acceso de enlace►Un protocolo MAC especifica las reglas para que una trama sea transmitido en el enlace. Varía según el canal: punto-a-punto o broadcast

Envío confiable►Según sea el medio, puede ser necesario que la capa de enlace ofrezca una garantía en el envío de la trama entre los extremos de un enlace.


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

SERVICIOS EN CAPA DE ENLACE DE DATOSControl de flujo

►Evita que el nodo receptor pueda saturar sus buffers y se origine pérdidas de trama.

Detección de error►Varios protocolos de la capa de enlace suministra mecanismos para detectar la presencia de uno o más errores.

Corregir error►Algunos protocolos de la capa de red sólo corrigen errores en la cabecera del protocolo (ej. ATM)

Half duplex y Full duplex

Son similares a la capa de transporte.Capa de transporte E2E y Capa de enlace entre

dos nodos conectado en un enlace


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

ADAPTADOR DE COMUNICACION

Trama

Protocolo de la capa de enlace

►Tarjeta NIC

►En los adaptadores (NIC) se implementan el envío confiable, acceso al enlace, ►10Mbps, 100Mbps, 1Gbps


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

TECNICAS DEDETECCION Y

CORRECION DEERRORES

TECNICAS DEDETECCION Y

CORRECION DEERRORES


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

Datos Datos E

E = f (datos)

informacióna transmitir

Transmisor

Datos E

Receptor

E´ = f (datos) E=E´SI

NO

Error

Correcto

DETECCION DE ERRORES

Todo proceso de detección se basa en losiguiente:


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

CHEQUEO DE PARIDAD

Mensaje de Dde d bits

Mensaje D de d bits a sertransmitido:


Al mensaje D se debeadicionar un (01) bit deparidad P

P

d+1 bits

El valor del bit P dependerá de:► Paridad par: El número total de unos (1s) en los d+1 bits es par.► Paridad impar: El número total de unos (1s) en los d+1 bits es impar.


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

CHEQUEO DE PARIDAD BI-DIMENSIONAL

Mensaje D de d bits a ser transmitido sondivididos en i filas y jcolumnas:

d1,1 d1,2 d1,j

d2,1 d2,2 d2,j

di,1 di,2 di,j

...

...

...... ... ... ...

Paridad de filas

Par

idad

de

colu

mn

as

di+1,1 di+1,2 di+1,j

d1,j+1

d2,j+1

di,j+1

...

1 0 0 1 00 1 1 0 10 0 1 1 0

1 1 0 0 1

010

Paridad Par No hay error

1 0 0 1 00 1 0 0 10 0 1 1 0

1 1 0 0 1

010

Paridad Par Si hay error

bit errado


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

COMPROBACION DE REDUNDANCIACICLICA-CRC

► Se considera un mensaje de D con d bits desplazado r bits.► El transmisor genera una secuencia R de r bits. Esta secuencia es denominada Secuencia de Comprobación de Trama o FCS► Se forma una nueva trama de d + r bits que sea divi- sible por un número predeterminado G de r + 1 bits.► Esta trama al ser recibida y dividida en el receptor por el mismo número G debe dar residuo cero.

CRC es uno de los códigos más usados paradetectar errores.El algoritmo se basa en lo siguiente:


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

DEMOSTRACION DEL ALGORITMO CRC


Se considera un mensaje D con d bits:

Se desplaza el mensaje Dhacia la izquierda r bits:

r bitsen cero


Se selecciona r bits adicionales denominado R:

R conr bits

D

D.2r

R

El transmisor envía el siguiente mensaje:


R conr bits

d+r bits

D.2r R


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09


► Suma es equivalente a OR-Exclusivo.0 +00

0 +11

1 +01

1 +10

► Resta es equivalente a OR-Exclusivo.0 +00

0 +11

1 +01

1 +10

Algún detalle previo....Aritmética Módulo 2sin carry no borrow

x y

0110

x y

0011

0101

x y = x + y


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09


D.2r REl transmisor envía la siguiente información

Se debe encontrar un Generador G con r+1 bits, tal que:D.2r R = nG

Divisor de r+1 bitsCociente (no usado en el algoritmo)

Encontrando el parámetro R:

Or-exclusivo en ambos lados:(D.2r R) R = nG R

Por propiedad: (x y) y = x

D.2r = nG R D.2r = nG + R

R es el residuo de dividircon G

D.2r


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

Mensaje D de d bitsMensaje D de d bits

VISUALIZANDO

2r

Cociente (no usado)Cociente (no usado)Residuo Rde r bits

Residuo Rde r bits

FCS

Número predeterminadode r+1 bits

Número predeterminadode r+1 bits

Polinomio estandarizado

TRAMA ATRANSMITIR

TRAMA ATRANSMITIR

Residuo Rde r bits

Residuo Rde r bits

Mensaje D desplazador bits a la izquierda

Mensaje D . (2 ) : Desplazado a la izquierda r bits

Mensaje D . (2 ) : Desplazado a la izquierda r bits

r

000....000


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

EJEMPLO

El mensajeD=11100110

1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 01 1 0 0 1

0 0 1 0 10 0 0 0 0

0 1 0 1 1 1 1 0 0 1

0 1 1 1 01 1 0 0 1

0 0 1 0 10 0 0 0 0

0 1 0 1 01 1 0 0 1

0 1 1 0 11 1 0 0 10 0 0 1 1

0 0 0 0 00 0 1 1 0

Generador G=11001.(r=4)

1 0 1 1 0 1 1 0

Obtener la tramaenviada a la red

1

1

0

0

0

0

0Resp) Trama a transmitir: 11100110 0110

http://www.ee.unb.ca/cgi-bin/tervo/math.pl


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

POLINOMIO GENERADOR

► CRC-16 =x + x + x + 1.16 15 2

► CRC-16 =x + x + x + 1.16 12 5

► CRC-32 =x + x + x + x + x + x + x + x + x + x + x + x + x + x + 1.

32 26 23 22 16 12 11

10 8 7 5 4 2

► P(X) = x + x + x + x + 1 = 1 0 1 0 0 0 1 1 0 19 7 3 2

Utilizado por Ethernet

http://www.erg.abdn.ac.uk/users/gorry/course/dl-pages/crc.html

Los polinomios se representan como:

Tres polinomios usados y estandarizados son:


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

ARQUITECTURA DE UN CRC GENERICO

C n-1 C n-2 C 1 C 0

Trama

a1an-2an-1

Polinomio genérico:

x + a x + a x + . . . . . . + a x + a x + 1 1 2 n-2n-1

n n-1 n-2 2 1 0 0 00 1 11 0 11 1 0


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

EJEMPLO DE GENERACION CRC

0 0 00 1 11 0 11 1 0

C 4 C 3 C 2

Trama

C 1 C 0

Mensaje = 1010001101Polinomio = 110101

0

0 0 0 0

0 0 0

0 0 1

1

C4 C3 C2 C1 C0 Entrada

0 0 0 0 0 1Inicial0 0 0 0 1 0Paso 10 0 0 1 0 1Paso 20 0 1 0 1 0Paso 3

0 1 1 1 0 0Paso 15

Trama = 1010001101 01110

FCS


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

CODIFICACION MANCHESTER YMANCHESTER DIFERENCIAL

0 1 1 1

transición

0 0

No haytransición

0 0 1 1 1 1 0 1 0 1

Manchester

Manchesterdiferencial

Manchester Manchester diferencial

NOTA: El criterio de la codificación Manchester puede ser el opuesto (ver ej.)


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

CODIFICACION DE LA TRAMA EN EL MEDIO

Trama a transmitir: 11100110 0110

http://www.ee.unb.ca/cgi-bin/tervo/encoding.pl


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

CONCEPTO DE TRAMA

Trama

Protocolo de la capa de enlace

0000 0010 1000 1010 1000 1101 0101 0111 1111 0000 1000 0000 0000 0100 0101 0000 0000 1001 0011.... ....

Información enviada a través del adaptador NIC,por ejemplo:

0 2 8 a 8 d 5 7 f 0 8 0 0 4 5 0 0 9 3

Para un mejor análisis:

Cabecera de la Trama Datos de la Trama

Cabecera de laCapa superior

Datos de la cabecera de laCapa superior

Campo 1 Campo 2 Campo 3 Campo4 Campo n.........

a bits b bits c bits d bits j bits

..


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

DIRECCIONES FISICASY PROTOCOLO ARP

DIRECCIONES FISICASY PROTOCOLO ARP


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

DIRECCIONES FISICAS O MAC

La tarjeta de interfaz de redde la PC tiene una direcciónque lo identifica: física

La tarjeta de interfaz de reddel router tiene una dirección

que lo identifica: física

Cabecera dela trama

Datos de la Trama

Debe contener lasdirecciones físicasdel origen y destino


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

DIRECCIONES FISICAS O MACEn una red Ethernet la dirección física o MAC es de 48 bits.

1 2 3 4 5 6

Identifica alFabricante

OUI: Organizational Unique Identifier

Identifica a laInterfaz

Dirección estandarizada por la IEEE.http://standards.ieee.org/regauth/oui/oui.txt

06 bytes = 48 bits


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

CONSTITUCIÓN DE LA DIRECCION MAC1 2 3 4 5 6

I/G U/L

I/G.- Bit designa el tipo de dirección.►I/G=0 , Dirección tipo individual.►I/G=1 , Dirección tipo grupal (varios host con 1 direc)

U/L.- Bit designa la administración de la dirección.►U/L=0 , Dirección administrado universalmente(global).►U/L=1 , Dirección administrado localmente (en LAN).

Direcciones con U/L=0, sonasignadas por la IEEE.

Direcciones con U/L=1, sonasignadas por el administradorde red.

Existen 246

Direcc. globales

Bit menossignificativo(primero Tx)

Bit másSignificativo(último Tx)


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

COMO CONOCER LA DIRECCION FISICAipconfig /all.


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

DIRECCIONES IP – vs – DIRECCIONES FISICAS

Dirección física Ethernet 48 bitsDirección física Ethernet 48 bits

Dirección IP 32 bitsDirección IP 32 bits

Característica básica de la dirección IPv4.

Característica básica de la dirección física(MAC) en Ethernet.

Trama en Ethernet.Dirección MAC

de destinoDirección MAC

de origenTipo Datos

6 bytes 6 bytes 2bytes 46 a 1500 bytes

Aquí están las direccioneslógicas o IP


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

USO DE LAS DIRECCIONES FISICAS

00 02 45 7f c3 ab 02 f2 76 8c 3e 1f 01 45 ea f0 48 91

00 ac 9b 64 81 2c

200.1.2.2 200.1.2.3 200.1.2.4

200.1.2.1

La PC 200.1.2.2 envía datos a la PC 200.1.2.4► La PC 200.1.2.2 debe conocer la MAC de la PC 200.1.2.4 01 45 ea f0 48 91 00 02 45 7f c3 ab Tipo

Dato de la trama:IP dest 200.1.2.4

00 02 45 7f c3 ab 02 f2 76 8c 3e 1f 01 45 ea f0 48 91

00 ac 9b 64 81 2c

200.1.2.2 200.1.2.3 200.1.2.4

200.1.2.1


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

CASO ETHERNET

ARP → Address Resolution Protocol Protocolo de Asociación de Direcciones

ARP → Address Resolution Protocol Protocolo de Asociación de Direcciones

Se puede definir tablas que contengan:(las direcciones IP, Direcciones Físicas)

Codificar una dirección física dentro de unadirección de alto nivel (IP)

Se debe transformar las direcciones de altonivel (IP) a direcciones físicas (MAC):

Para definir las tablas, es necesario unprotocolo que los crea y/o actualice.


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

PROTOCOLO ARP

IPa IPx IPb IPy

Dirección física Fa

Dirección física Fx

Dirección física Fb

Dirección física Fy

Deseo dirección física de IPb. Peroenvío mi IPa y Fa

Envío de dirección física Fb y dire- cción internet IPb

Almacenar(IPb,Fb)

Directo


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

ACESSO A RED DISTANTE: PUERTA DEENLACE

Dato a IPb

Conozco la dirección IP de la puerta de enlace

1

ARP3

BROADCAST

Envío midirección MAC

4ARP 5

IPd Fd

6

IPa IPb

Fa Fd FbFc Fe

A B

IPd

Si no conozco la MAC de IPd, uso

ARP

2


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

ACESSO A RED DISTANTE: EL PROXY ARP

Dato a IPb

Deseo conocer la dirección física de IPb

1

ARP2

BROADCAST

Host B no puede contestar.

Está en otra red

3

IPa IPb

Fa Fd FbFc Fe

A B

Asumo surepresentación

4

Ofrezco midirección MAC

5

PROXY

ARP 6

IPb Fd

7


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

FORMATO DEL PROTOCOLO ARP

HARDWARE TYPE : Tipo de interfaz de hardware. Valor de 1 para Ethernet.PROTOCOL TYPE : Indica el protocolo de alto nivel. Valor de 0800 para IP.HLEN : Indica la longitud de la dirección hardware. Para Ethernet, es de 06 bytes (48 bits).PLEN : Indica la longitud de la dirección Internet (IP). Para IP, es de 04 bytes (32 bits).

OPERATION : Especifica la operación del protocolo ARP. 1 Solicitud ARP 3 Solicitud RARP 2 Respuesta ARP 4 Respuesta RARP

SENDER HARDWARE: Contiene la dirección hardware del transmisor y ocupa 06 bytes para Ethernet (48 bits).

SENDER IP: Contiene la dirección Internet IP del transmisor y ocupa 04 bytes para IP (32 bits).

TARGET IP (Direcc. IP del receptor.)TARGET IP (Direcc. IP del receptor.)

TARGET HARDWARE TARGET HARDWARE (Direcc. Hw. del receptor) TARGET HARDWARE TARGET HARDWARE (Direcc. Hw. del receptor)

SENDER HARDWARE (Direcc. Hw. del transmisor) SENDER HARDWARE SENDER HARDWARE (Direcc. Hw. del transmisor) SENDER HARDWARE

OPERATIONOPERATION

HARDWARE TYPEHARDWARE TYPE

HLEN (LongHw) PLEN (LongProt)

PROTOCOL TYPEPROTOCOL TYPE

SENDER IP (Direcc. IP del trans)

SENDER IP (Direcc. IP del trans.)

28 bytes

0 15 16 31


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

ARP ENCAPSULADO EN UNA TRAMA

Trama Ethernet

Direcc.destino

Direcc.origen

Tipo0806

Datos

6 6 2 Mínimo 46 bytes

TARGET IP (Direcc. IP del receptor.)TARGET IP (Direcc. IP del receptor.)

TARGET HARDWARE TARGET HARDWARE (Direcc. Hw. del receptor) TARGET HARDWARE TARGET HARDWARE (Direcc. Hw. del receptor)

SENDER HARDWARE (Direcc. Hw. del transmisor) SENDER HARDWARE SENDER HARDWARE (Direcc. Hw. del transmisor) SENDER HARDWARE

OPERATIONOPERATION

HARDWARE TYPEHARDWARE TYPE

HLEN (LongHw) PLEN (LongProt)

PROTOCOL TYPEPROTOCOL TYPE

SENDER IP (Direcc. IP del trans)

SENDER IP (Direcc. IP del trans.)28 bytes

0 15 16 31

18 bytes de relleno

28 bytes del protocolo ARP

28 bytes del protocolo ARP


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

ANALIZANDO ARP EN LA PCC:\>arp

Muestra y modifica las tablas de conversión de direcciones IP en direcciones físicas que utiliza el protocolo de resolución de direcciones (ARP).

ARP -s inet_addr eth_addr [if_addr]ARP -d inet_addr [if_addr]ARP -a [inet_addr] [-N if_addr]

-a Pide los datos de protocolo actuales y muestra las entradas ARP actuales. Si se especifica inet_addr, sólo se muestran las direcciones IP y física del equipo especificado. Si existe más de una interfaz de red que utilice ARP, se muestran las entradas de cada tabla ARP. -g Igual que -a. inet_addr Especifica una dirección de Internet. -N if_addr Muestra las entradas ARP para la interfaz de red especificada por if_addr. -d Elimina el host especificado por inet_addr. inet_addr puede incluir el carácter comodín * (asterisco) para eliminar todos los hosts. -s Agrega el host y asocia la dirección de Internet inet_addr con la dirección física eth_addr. La dirección física se indica como 6 bytes en formato hexadecimal, separados por guiones. La entrada es permanente. eth_addr Especifica una dirección física. if_addr Si está presente, especifica la dirección de Internet de la interfaz para la que se debe modificar la tabla de conversión de direcciones. Si no está presente, se utilizará la primera interfaz aplicable.

Ejemplo: > arp -s 157.55.85.212 00-aa-00-62-c6-09 .... Agrega una entrada estática > arp -a .... Muestra la tabla arp.


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

IDEA DEL PROTOCOLO RARP

No tengo discoduro!!

Quien sabe cual es MI dirección IP ?

Que hacer ?


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

Servidor RARP

Contienetodas las

direcciones IP

Mi dirección físicaes Fa , deseo saber

mi dirección IP

FaPor difusión

Utiliza el mismoformato que ARP

Directamente

PROTOCOLO RARP


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

PROTOCOLO DEACCESO

MULTIPLE

PROTOCOLO DEACCESO

MULTIPLE


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

CONCEPTOS BASICOS

►Punto-a-punto.- Un simple transmisor y un simple receptor están conectados en el extremo del enlace. Se debe considerar confiabilidad en el envío, control de flujo, detección de errores, etc. Ejemplos de protocolos: Point-to-Point Protocol (PPP) y High Level Data Link Control (HLDC).

Existen dos tipos de enlaces de red:

►Broadcast.- Varios transmisores y receptores están conectados a un mismo canal broadcast. Se necesita un protocolo de control de acceso al medio común.

LAN Ethernet e inalámbricos son ejemplos de tecnología de Capa de Enlace tipo broadcast


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

CANALES DE ACCESO MULTIPLE

Medio alámbrico compartido Medio inalámbrico compartido

Satélite


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

PROTOCOLOS DE ACCESO MULTIPLE

Se pueden clasificar en:►Protocolos de partición de canal (channel partitioning).►Protocolos de acceso aleatorio (random access)►Protocolos de turno (taking-turns)

Características básicas de un protocolo de acceso múltiple, para un canal de R bps.

• Cuando un (01) nodo tiene datos que enviar, este nodo tiene un rendimiento de R bps.• Cuando M nodos tienen datos que enviar, cada nodo tiene un rendimiento de R/M bps en promedio.• El protocolo es descentralizado, no existe un master que pueda desactivar el sistema.• El protocolo es simple de implementar


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

PROTOCOLOS DE ACCESO MULTIPLEPartición de Canal

FDM: Frequency-Division Multiplexing

TDM: Time-Division Multiplexing

B1 B2 B3 B4 Bn

4Khz

.......Frecuencia

.......

Slot1

Tiempo

Slotn

►Canal con R bps►Cada slot a un nodo►Cada nodo con R/N bps

►Cada ancho de banda con R/N bps

►FDM divide los R bps del canal a cada frecuencia


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

PROTOCOLOS DE ACCESO MULTIPLEPartición de Canal

CDMA: Code Division Multiple Access

Información

BW del canal

BW de lainformación

Información

BW del canal


Código 1

Información

BW del canal


Código 2

BW del canal



dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

TOPOLOGÍA DEREDES LAN

TOPOLOGÍA DEREDES LAN


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

CONCEPTOS BASICOS

Una red LAN (Local Area Network) está relacionada conuna zona geográfica de dimensiones moderadas:

Edificio, Campus, etc

Una red LAN (Local Area Network) está relacionada conuna zona geográfica de dimensiones moderadas:

Edificio, Campus, etc

Una red LAN, que sigue las recomendaciones de IEEE 802, utilizan un medio compartido por donde se difunden la

información. NO HAY INTIMIDAD!

Una red LAN, que sigue las recomendaciones de IEEE 802, utilizan un medio compartido por donde se difunden la

información. NO HAY INTIMIDAD!

Las estaciones en una LAN se comunican a través de unmedio común. Se necesita de una sub-capa de

acceso para gestionar al medio compartido.

Las estaciones en una LAN se comunican a través de unmedio común. Se necesita de una sub-capa de

acceso para gestionar al medio compartido.


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

PROTOCOLOS LAN

Los protocolos LANestán relacionados con

las capas inferioresdel modelo OSI.

Se refiere a la transmisión de bloques dedatos (o tramas) a través de la red.

Según el modelo OSI, la capa 3 y los superiores son independientes del tipo dearquitectura de red.


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

►Topología física.- Disposición real de los cables

►Topología lógica.- Forma en que los hosts acceden al medio

►Broadcast►Transmisión de token

TOPOLOGIA DE UNA RED

La definición de topología es:

Disposición física de los nodos de red y delos medios (cables) dentro de una estructuraredes.

Existen dos tipos de topologías lógicas:


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

TOPOLOGIA FISICA

Tipo bus

Tipo anillo

Tipo estrella

HUB

Switch

Tipo estrella extendida

Tipo jerárquica

Tipo malla


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

DATOS

DATOSCabec

DATOSCabec DATOSCabec



►Por todos►Por un solo host

Los datos seránrecepcionados:

Tipo estrella

HUB

DATOS

TOPOLOGIA LOGICA BROADCAST


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

Cabec

Token Porción de datos vacío

DATOS

Cabec

Token

Cabec

Token

Token transporta datos

DATOS

Cabec

TokenDATOS

Cabec

TokenDATOS

Cabec

TokenDATOS

Datos extraídos

DATOS

Cabec

Token

TOPOLOGIA LOGICA TIPO TRANSMISIONDE TOKEN


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

MODELO DEPROTOCOLOS

IEEE 802.3

MODELO DEPROTOCOLOS

IEEE 802.3


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

ANTECEDENTESAnte la proliferación Redes de Área Local elInstituto de Ingenieros Eléctrico y Electrónicos (IEEE) desarrolla un modelo dered.

Este modelo se empezó a definir en el año de1980 en el mes de febrero (2do mes del año).De allí el nombre IEEE 802IEEE 802.

Este modelo se centra en las capas 1 y 2 delmodelo de referencia OSI.


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

CAPAS DE IEEE 802

Medio de transmisiónFísico

Enlace dedatos

Red

Transporte

Sesión

Presentación

Aplicación


Control de Accesoal medio-MAC

Control de EnlaceLógico-LLC

Protocolosde la capassuperiores

Modelo de ReferenciaIEEE 802

NormasIEEE802

El Comité IEEE 802 ha desarrollado su propia arquitectura de protocolos.


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

DESCRIPCION DE LAS CAPAS IEEE 802


Control de Accesoal medio-MAC

Control de EnlaceLógico-LLC

Protocolosde la capassuperiores

Modelo de ReferenciaIEEE 802

Codificación/DecodificaciónGeneración/Eliminación delpreámbuloTransmisión/Recepción de bitsEspecificación del medio de TxTopología de red

Ensamblados de datos en tramas (Tx)Desensamblados de tramas(Rx)Control de Acceso al Mediode transmisión LAN

Interfaz con la capa superiorControl de error y de flujo


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

ESTANDAR IEEE 802

Información de CISCO


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

TECNOLOGIAETHERNET

(Familia de tecnología)

TECNOLOGIAETHERNET

(Familia de tecnología)

Diseñado: por Robert MetcalfeEstándar IEEE libre en:

http://standards.ieee.org/getieee802/


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

ETHERNET – vs - IEEE 802.3

►Digital Equipment Corp.►Intel Corp.►Xerox Corp.

►Por ejemplo IEEE 802.3 que también usa el método CSMA/CD.

Ethernet se refiere a un estándar de 1982y usa el método CSMA/CD: Acceso Múltiplecon Detección de Portadora y Detección deColisiones:

Años después, el comité 802 de la IEEEpublica un estándar algo diferente:

Ethernet es el que predomina en redes LAN


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

FAMILIA DE LA TECNOLOGIA ETHERNETEthernet (inicio de los 80), FastEthernet(en 1995), GigaEthernet y 10 GigaEthernet (1998/1999).

La trama básica y el esquema de direccionesse mantiene en toda la familia Ethernet.

Admiten diferentes medios, anchos de banda,etc.

Hoy en día, con GigaEthernet, esta tecnolo-gía se usa no sólo en redes LAN sino WAN.


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

LO BASICO DE ETHERNETEthernet utiliza señalización banda base.

►Usa la totalidad del ancho de banda del medio de Tx.►No hay modulación en el medio (banda ancha)

Opera en la mitadinferior de la capa 2,denominado subcapa MAC y en la capa 1.


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

DESCRIPCIÓN DEL PROTOCOLO CSMA/CD

►Acceso aleatorio.- no existe un tiempo preestable- cido para la transmisión de las estaciones.

Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection

►Competición.- las estaciones compiten por el medio.

Reglas que determina como reaccionan losdispositivos de una red cuando dos disposi-tivos tratan de usar simultáneamente un canal de datos.

CSMA/CD habilita a los dispositivos adetectar una colisión

CSMA/CD es un protocolo de acceso aleatorio y de competición.


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

ALGORITMO PROTOCOLO CSMA/CDCarrier Sense Multiple Access with Collision Detection

La NIC del transmisor “escucha” paradeterminar si hay o no portadora en el cable(ocupado/vacío).

Si el medio está ocupado (existe portadora),el transmisor continua “escuchando” hastaque el medio esté libre.

Si se detecta colisión, el transmisor envíaseñal de interferencia y asegura que las otrasestaciones detecten la colisión y cese envío

Después de enviar la señal de interferencia,esperar un tiempo aleatorio para enviar trama


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

RETROCESO EXPONENCIAL BINARIO

►Después de la primera colisión, cada estación espera 0 ó 1 tiempo de ranura antes de enviar una nueva trama.►Después de la segunda colisión, cada estación espera 0, 1, 2 ó 3 tiempo de ranura antes de enviar una nueva trama.

Tras i colisiones, se selecciona un número entre 0 a 2i -1 y sesalta este número de ranuras. SOLO hasta i=10 (10 colisiones)

Para 11 hasta 16 colisiones i permanece constante en 10. Más de 16 colisiones, se aborta la transmisión de la trama.

RETRANSMISION BACK-OFF

Define el proceso de aleatorización cuandose produce una colisión.Se define un tiempo de ranura de 51.2 μseg.


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

PROTOCOLO CSMA/CDCarrier Sense Multiple Access with Collision Detection

Espacio entre tramaque permite al receptorasentarse.



dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

FORMATO DE LA TRAMA SEGÚN IEEE 802.3IEEE Std 802.3-1985

PreámbuloDest.Addr.

SourceAddr.

LLC Data PAD FCS

0 6 2 ó 6 2 ó 6 0 3

1 0 1

10101010 10101011

Preámbulo.- Sincroniza elreceptor con el transmisor.

SFD.- Start Frame Delimiter,inicio de trama.FCS.- Un Cyclic RedundancyCheck (CRC) es usado comoalgoritmo.


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

FORMATO DE LA TRAMA ETHERNET II

Dirección MACde destino

Dirección MACde origen

Tipo Datos

8 bytes 6 bytes 6 bytes 2bytes 46 a 1500 bytes 4bytes

FCSPreámbulo

Preámbulo para sincronizar el origen con el destino.

Tipo es mayor o igual a 0600H el valor deeste campo es codificado según el protocolode la capa superior.

Ethernet II es utilizado en redes TCP/IP

► El octavo byte están en 10101011.► Los primeros 07 bytes están en 10101010.


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

VALORES DEL CAMPO TIPO(≥ 0600H)(*)

(*) Todas las asignaciones dado por IANA (Internet Assigned Numbers Authority) en: http://www.iana.org/numbers.htm

0101 ~ 01FF Experimental0800 IPv40806 ARP8035 RARP86DD IPv6880B PPP8847 MPLS Unicast8848 MPLS Multicast

Más información en:http://www.iana.org/assignments/ethernet-numbers


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

SINTETIZANDO


Preámbulo es utilizado para sincronizaciónredes igual o menores a 10Mbps.Ethernet para mayores velocidades son síncronas y se utiliza sólo por compatibilidad.


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09 HUB Y SWITCHHUB Y SWITCH


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

ANALIZADOR DEPROTOCOLOS

ANALIZADOR DEPROTOCOLOS


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

ANALIZADOR DE PROTOCOLOS:WIRESHARK

http://www.wireshark.org/


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

1

2

3



dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09



dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

MAC de destino MAC de origen Tipo Protocolo ARP


ff ff ff ff ff ff 00 02 3f 76 a0 7d 08 06 00 01 08 00 06 04 00 01 00 02 3f 76 a0 7d c0 a8 01 64

00 00 00 00 00 00 c0 a8 01 01


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

SOBRE REDES LANUna red LAN IEEE 802.x siempre presentaun medio común de acceso.

Ethernet es la tecnología de redes LANPredominante: 100, 1000 Mbps ó 1Gbps.

Ethernet puede transportar una gran variedad de protocolos, incluso IPv6.

En Ethernet, si la dirección MAC de destinoestá en FF FF FF FF FF FF, la tramaes recibida por todos los hosts de la red (broadcast).


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

ARP-RARP

Direcciones Internet IP de 32 bits

Direcciones Ethernet de 48 bits

ARP RARP

RARP es usado por host que no tienen disco duro para obtener su dirección IP.

Es necesario disponer un servidor RARP, quealmacene direcciones IP y direcciones físicas.

RARP y ARP tiene el mismo formato deprotocolo.


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

Servidor

Host Host Host Host

Router Switch

METODOS DE TRANSMISION

► Envío de flujo de datos separados para cada uno de los hosts requeridos: un flujo por cada usuario.

► Se inunda a la red con tráfico.

Unicast:

1Mb

ps

1Mbps

1Mbps

1Mbps

4Mbps


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09


► Similar a Multicast, con la diferencia de que se envía el dato a TODOS los hosts, deseen o no el tráfico.

► A través del broadcast, un host puede anunciar su presencia continua en la red.

(*) Referencia: “how a switch works” Capítulo 6.

Broadcast:

Servidor

Host Host Host Host

Router Router

TODOS losusuario

Un solo flujo


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09


► La red transporta un mensaje a varios receptores en el mismo tiempo: transmisión compartida en la red.

► Los datos son enviados a un grupo específico.► Se ahorra considerable ancho de banda en la red.

Multicast:

Servidor

Host Host Host Host

Router Router

Grupo deusuario

Un solo flujo

1Mbps

1Mbps

1Mbps


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

BIBLIOGRAFIA

Capítulo 6: Principios básicos de Ethernet. Página 291

Capítulo 7: Tecnología de Ethernet

Capítulo 8: Conmutación de Ethernet

Capítulo 2: Fundamentos de las Redes:

Capítulo 5: Fundamentos de Ethernet. Página 233

Guía del Primer Año, CCNA 1 y 2Tercera Edición, Edición 2004

Capítulo1: Introducción En especial el punto 1.4, Modelos de referenciasCapítulo4: Subcapa de acceso al medio

En especial el tema que trata de IEEE 802

Redes de ComputadorasAndrew S. Tanenbaum


dd

iaz@

inic

tel-

un

i.e

du

.pe


Pro

pie

da

d i

nte

lec

tua

l d

e D

an

iel

Día

z @

20

09

LECTURA OBLIGADA

Capítulos 1 y 2

TCP/IP Illustrated, Volumen 1.Richard Stevens

Arco del Triunfo-París

Documents

Cap 02 Capa de Enlace-Tecnologia LAN