trabajo ethernet
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Andrea Ferrer
Junheska Martinez
Briceida Barroso
Alesandro Valbuena
Fabiana Garceran
Giovanni Infantino
Martha Rincon
Historia de Ethernet
En 1970 mientras Abramson montaba ALOHANET en Hawaii un estudiante del MIT
llamado Robert Metcalfe experimentaba con la recieacuten estrenada ARPANET y conectaba
computadores en un laboratorio Metcalfe conociacutea las experiencias de Abramson y
empezoacute una tesis doctoral en Harvard (que terminariacutea en 1973) en la que desde un
punto de vista teoacuterico planteaba mejoras que se podriacutean introducir al protocolo Aloha
para aumentar su rendimiento La idea baacutesica era muy simple las estaciones antes de
transmitir deberiacutean detectar si el canal ya estaba en uso (es decir si ya habiacutea
portadora) en cuyo caso esperariacutean a que la estacioacuten activa terminara antes de
transmitir Ademaacutes cada estacioacuten mientras transmitiera estariacutea continuamente
vigilando el medio fiacutesico por si se produciacutea alguna colisioacuten en cuyo caso parariacutea y
transmitiriacutea maacutes tarde Este protocolo MAC recibiriacutea maacutes tarde la denominacioacuten Acceso
Muacuteltiple con Deteccioacuten de Portadora y Deteccioacuten de Colisiones o mas brevemente
CSMACD (Carrier Sense Multiple Access Colision Detect)
En 1972 Metcalfe se mudoacute a California para trabajar en el Centro de Investigacioacuten de
Xerox en Palo Alto llamado Xerox PARC (Palo Alto Research Center) Alliacute se disentildeaba lo
que se consideraba la oficina del futuro y Metcalfe encontroacute un ambiente perfecto
para desarrollar sus inquietudes Se estaban probando unos computadores
denominados Alto que disponiacutean de capacidades graacuteficas y ratoacuten y son considerados los
primeros computadores personales Tambieacuten se estaban fabricando las primeras
impresoras laacuteser Se queriacutea conectar los computadores entre siacute para compartir ficheros y
las impresoras La comunicacioacuten teniacutea que ser de muy alta velocidad del orden de
megabits por segundo ya que la cantidad de informacioacuten a enviar a las impresoras era
enorme (teniacutean una resolucioacuten y velocidad comparables a una impresora laacuteser actual)
Estas ideas que hoy parecen obvias eran completamente revolucionarias en 1973
A Metcalfe el especialista en comunicaciones del equipo con 27 antildeos de edad se le
encomendoacute la tarea de disentildear y construir la red que uniera todo aquello Contaba para
ello con la ayuda de un estudiante de doctorado de Stanford llamado David Boggs Las
primeras experiencias de la red que denominaron Alto Aloha Network las llevaron a
cabo en 1972 Fueron mejorando gradualmente el prototipo hasta que el 22 de mayo de
1973 Metcalfe escribioacute un memoraacutendum interno en el que informaba de la nueva red
Para evitar que se pudiera pensar que soacutelo serviacutea para conectar computadores Alto el
nombre de la red se cambioacute por el de Ethernet que haciacutea referencia a la teoriacutea de la
fiacutesica hoy ya abandonada seguacuten la cual las ondas electromagneacuteticas viajaban por un
fluido denominado eacuteter que se suponiacutea llenaba todo el espacio (para Metcalfe el eacuteter
era el cable coaxial por el que iba la sentildeal) Los dos computadores Alto utilizados para
las primeras pruebas de Ethernet fueron rebautizados maacutes tarde con los nombres
Michelson y Morley en alusioacuten a los dos fiacutesicos que demostraron en 1887 la inexistencia
del eacuteter mediante el famoso experimento que lleva su nombre
La red de 1973 ya teniacutea todas las caracteriacutesticas esenciales de la Ethernet actual
Empleaba CSMACD para minimizar la probabilidad de colisioacuten y en caso de que eacutesta se
produjera se poniacutea en marcha un mecanismo denominado retroceso exponencial
binario para reducir gradualmente la agresividad del emisor con lo que eacuteste se
adaptaba a situaciones de muy diverso nivel de traacutefico Teniacutea topologiacutea de bus y
funcionaba a 294 Mbs sobre un segmento de cable coaxial de 16Km de longitud Las
direcciones eran de 8 bits y el CRC de las tramas de 16 bits El protocolo utilizado al nivel
de red era el PUP (Parc Universal Packet) que luego evolucionariacutea hasta convertirse en el
que luego fue XNS (Xerox Network System) antecesor a su vez de IPX (Netware de
Novell)
En vez de utilizar el cable coaxial de 75 W de las redes de televisioacuten por cable se optoacute
por emplear cable de 50 W que produciacutea menos reflexiones de la sentildeal a las cuales
Ethernet era muy sensible por transmitir la sentildeal en banda base (es decir sin
modulacioacuten) Las reflexiones se produciacutean en cada empalme del cable y en cada pincho
vampiro (transceiver) En la praacutectica el nuacutemero maacuteximo de pinchos vampiro y por
tanto el nuacutemero maacuteximo de estaciones en un segmento de cable coaxial veniacutea limitado
por la maacutexima intensidad de sentildeal reflejada tolerable
En 1975 Metcalfe y Boggs describieron Ethernet en un artiacuteculo que enviaron a
Communications of the ACM (Association for Computing Machinery) publicado en
1976 En eacutel ya describiacutean el uso de repetidores par aumentar el alcance de la red En
1977 Metcalfe Boggs y otros dos ingenieros de Xerox recibieron una patente por la
tecnologiacutea baacutesica de Ethernet y en 1978 Metcalfe y Boggs recibieron otra por el
repetidor En esta eacutepoca todo el sistema Ethernet era propietario de Xerox
Aunque no relacionado con Ethernet merece la pena mencionar que David Boggs
construyoacute en 1975 en el Xerox PARC el primer router y el primer servidor de nombres de
la Internet
1 Ethernet
Es el nombre de una tecnologiacutea de redes de computadoras de aacuterea local (LANs)
basada en tramas de datos El nombre viene del concepto fiacutesico de ether
Ethernet se refiere a las redes de aacuterea local y dispositivos que fue definida por el
Instituto para los Ingenieros Eleacutectricos y Electroacutenicos (IEEE) bajo el estaacutendar IEEE 8023
que define el protocolo CSMACD
Ethernet es la capa fiacutesica maacutes popular de la tecnologiacutea LAN usada actualmente y
fue desarrollada principalmente por las empresas XEROX Intel y Digital Equipment
Company (DIX)
Ethernet es popular porque permite un buen equilibrio entre velocidad costo y
facilidad de instalacioacuten Estos puntos fuertes combinados con la amplia aceptacioacuten en el
mercado y la habilidad de soportar virtualmente todos los protocolos de red populares
hacen a Ethernet la tecnologiacutea ideal para la red de la mayoriacutea de los usuarios de la
informaacutetica actual Esta se utiliza actualmente para aproximadamente 85 de las PC LAN-
conectadas y de los sitios de trabajo del mundo porque su protocolo tiene las
caracteriacutesticas siguientes
Es faacutecil de entender de poner en ejecucioacuten de manejar y de mantener
Permite las puestas en praacutectica baratas de la red
Proporciona la flexibilidad topoloacutegica extensa para la instalacioacuten de la red
Garantiza la interconexioacuten y la operacioacuten acertadas de productos estaacutendar-
obedientes sin importar fabricante
2 Codificacioacuten de Manchester Definicioacuten y caracteriacutesticas maacutes relevantes
La codificacioacuten Manchester tambieacuten denominada codificacioacuten bifase-L es un meacutetodo de
codificacioacuten eleacutectrica de una sentildeal binaria en el que en cada tiempo de bit hay una
transicioacuten entre dos niveles de sentildeal Es una codificacioacuten auto sincronizada ya que en
cada bit se puede obtener la sentildeal de reloj lo que hace posible una sincronizacioacuten precisa
del flujo de datos Una desventaja es que consume el doble de ancho de banda que una
transmisioacuten asiacutencrona
Ejemplo de codificacioacuten Manchester de acuerdo con las convenciones ethernet
Los coacutedigos Manchester tienen una transicioacuten en la mitad del periodo de cada bit Cuando
se tienen bits iguales y consecutivos se produce una transicioacuten al inicio del segundo bit la
cual no es tenida en cuenta por el receptor al momento de decodificar solo las
transiciones separadas uniformemente en el tiempo son las que son consideradas por el
receptor Hay algunas transiciones que no ocurren a mitad de bit Estas transiciones no
llevan informacioacuten uacutetil y solo se usan para colocar la sentildeal en el siguiente estado donde se
llevaraacute a cabo la siguiente transicioacuten Aunque esto permite a la sentildeal auto-sincronizarse
en realidad lo que hace es doblar el requerimiento de ancho de banda en comparacioacuten
con otros coacutedigos como por ejemplo los Coacutedigos NRZ
En la codificacioacuten Manchester cada periacuteodo de un bit se divide en dos intervalos iguales
Un bit binario de valor 1 se transmite con valor de tensioacuten alto en el primer intervalo y un
valor bajo en el segundo Un bit 0 se enviacutea al contrario es decir una tensioacuten baja seguida
de un nivel de tensioacuten alto
Este esquema asegura que todos los bits presentan una transicioacuten en la parte media
proporcionando asiacute un excelente sincronismo entre el receptor y el transmisor Una
desventaja de este tipo de transmisioacuten es que se necesita el doble del ancho de banda
para la misma informacioacuten que el meacutetodo convencional
La codificacioacuten diferencial Manchester es una variacioacuten puesto que en ella un bit de
valor 1 se indica por la ausencia de transicioacuten al inicio del intervalo mientras que un bit 0
se indica por la presencia de una transicioacuten en el inicio existiendo siempre una transicioacuten
en el centro del intervalo El esquema diferencial requiere un equipo maacutes sofisticado pero
ofrece una mayor inmunidad al ruido El Manchester Diferencial tiene como ventajas
adicionales las derivadas de la utilizacioacuten de una aproximacioacuten diferencial
Todas las teacutecnicas bifase fuerzan al menos una transicioacuten por cada bit pudiendo tener
hasta dos en ese mismos periodo Por tanto la maacutexima velocidad de modulacioacuten es el
doble que en los NRZ esto significa que el ancho de bandoa necesario es mayor No
obstante los esquemas bifase tienes varias ventajas
raquo Sincronizacioacuten debido a la transicioacuten que siempre ocurre durante el intervalo de
duracioacuten correspondiente a un bit el receptor puede sincronizarse usando dicha
transicioacuten Debido a esta caracteriacutestica los coacutedigos bifase se denominan auto-
sincronizados
raquo No tienen componente en continua
raquo Deteccioacuten de errores se pueden detectar errores si se detecta una ausencia de la
transicioacuten esperada en la mitad del intervalo Para que el ruido produjera un error no
detectado tendriacutea que intervenir la sentildeal antes y despueacutes de la transicioacuten
Los coacutedigos bifase se usan con frecuencia en los esquemas de transmisioacuten de datos
Unos de los maacutes conocidos es el coacutedigo Manchestes que se ha elegido como parte de la
especificacioacuten de la normalizacioacuten IEEE 8023 para la transmisioacuten en redes LAN con un bus
CSMACD usando cable coaxial en banda base o par trenzado El Manchester Diferencial
se ha elegido en la normalizacioacuten IEEE 8025 para redes LAN en anillo con paso de testigo
en las que se usan pares trenzados apantallados
8 Arquitectura de Ethernet
Los elementos de una red Ethernet son los nodos de red y el medio de interconexioacuten Los
nodos de red pueden clasificarse en dos grandes grupos Equipo Terminal de Datos (DTE) y
Equipo de Comunicacioacuten de Datos (DCE) Los DTE son dispositivos de red que generan o
que son el destino de los datos como las PCs las estaciones de trabajo los servidores de
archivos los servidores de impresioacuten todos son parte del grupo de las estaciones finales
Los DCE son los dispositivos de red intermediarios que reciben y retransmiten las tramas
dentro de la red pueden ser ruteadores conmutadores (switch) concentradores (hub)
repetidores o interfaces de comunicacioacuten ej un moacutedem o una tarjeta de interface
NIC o Tarjeta de Interfaz de Red|Adaptador - permite que una computadora acceda a
una red local Cada tarjeta tiene una uacutenica direccioacuten MAC que la identifica en la red
Una computadora conectada a una red se denomina nodo
Repetidor o repeater - aumenta el alcance de una conexioacuten fiacutesica recibiendo las
sentildeales y retransmitieacutendolas para evitar su degradacioacuten a traveacutes del medio de
transmisioacuten lograacutendose un alcance mayor Usualmente se usa para unir dos aacutereas
locales de igual tecnologiacutea y soacutelo tiene dos puertos Opera en la capa fiacutesica del modelo
OSI
Concentrador o hub - funciona como un repetidor pero permite la interconexioacuten de
muacuteltiples 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 ninguacuten proceso sobre las mismas Opera en la capa fiacutesica del modelo OSI
Puente o bridge - interconecta segmentos de red haciendo el cambio de frames
(tramas) entre las redes de acuerdo con una tabla de direcciones que le dice en queacute
segmento estaacute ubicada una direccioacuten MAC dada
Conexiones en un switch Ethernet
Conmutador o Switch - funciona como el bridge pero permite la interconexioacuten de
muacuteltiples segmentos de red funciona en velocidades maacutes raacutepidas y es maacutes sofisticado
Los switches pueden tener otras funcionalidades como redes virtuales y permiten su
configuracioacuten a traveacutes de la propia red Funciona baacutesicamente en la capa fiacutesica y sirve
como enlace de datos del modelo OSI Por esto son capaces de procesar informacioacuten
de las tramas su funcionalidad maacutes importante es en las tablas de direccioacuten Por ej
una computadora conectada al puerto 1 del conmutador enviacutea una trama a otra
computadora conectada al puerto 2 el switch recibe la trama y la transmite a todos
sus puertos excepto aquel por donde la recibioacute la computadora 2 recibiraacute el mensaje
y eventualmente lo responderaacute generando traacutefico en el sentido contrario ahora el
switch conoceraacute las direcciones MAC de las computadoras en el puerto 1 y 2 cuando
reciba otra trama con direccioacuten de destino de alguna de ellas soacutelo transmitiraacute la trama
a dicho puerto disminuyendo asiacute el traacutefico de la red y contribuyendo al buen
funcionamiento de la misma
Arquitectura (estructura loacutegica)
La arquitectura Ethernet puede definirse como una red de conmutacioacuten de paquetes de
acceso muacuteltiple (medio compartido) y difusioacuten amplia (Broadcast) que utiliza un medio
pasivo y sin ninguacuten control central Proporciona deteccioacuten de errores pero no
correccioacuten El acceso al medio (de transmisioacuten) estaacute gobernado desde las propias
estaciones mediante un esquema de arbitraje estadiacutestico
Los paquetes de datos transmitidos alcanzan a todas las estaciones (difusioacuten amplia)
siendo cada estacioacuten responsable de reconocer la direccioacuten contenida en cada paquete y
aceptar los que sean dirigidos a ella [3]
Ethernet realiza varias funciones que incluyen empaquetado y desempaquetado de los
datagramas manejo del enlace codificacioacuten y decodificacioacuten de datos y acceso al canal
El manejador del enlace es responsable de vigilar el mecanismo de colisiones escuchando
hasta que el medio de transmisioacuten estaacute libre antes de iniciar una transmisioacuten (solo un
usuario utiliza la transmisioacuten cada vez -Banda base-) El manejo de colisiones se realiza
deteniendo la transmisioacuten y esperando un cierto tiempo antes de intentarla de nuevo
Existe un mecanismo por el que se enviacutean paquetes a intervalos no estaacutendar lo que evita
que otras estaciones puedan comunicar Es lo que se denomina captura del canal
Funciones de la Arquitectura Ethernet
Encapsulacion de datos
Formacioacuten de la trama estableciendo la delimitacioacuten correspondiente
Direccionamiento del nodo fuente y destino
Deteccioacuten de errores en el canal de transmisioacuten
Manejo de Enlace
Asignacioacuten de canal
Resolucioacuten de contencioacuten manejando colisiones
Codificacioacuten de los Datos
Generacioacuten y extraccioacuten del preaacutembulo para fines de sincronizacioacuten
Codificacioacuten y decodificacioacuten de bits
Acceso al Canal
Transmisioacuten Recepcioacuten de los bits codificados
Sensibilidad de portadora indicando trafico sobre el canal
Deteccioacuten de colisiones indicando contencioacuten sobre el canal
Formato de Trama
En una red ethernet cada elemento del sistema tiene una direccioacuten uacutenica de 48
bits y la informacioacuten es transmitida serialmente en grupos de bits denominados
tramas Las tramas incluyen los datos a ser enviados la direccioacuten de la estacioacuten
que debe recibirlos y la direccioacuten de la estacioacuten que los transmite
Cada interface ethernet monitorea el medio de transmisioacuten antes de una
transmisioacuten para asegurar que no esteacute en uso y durante la transmisioacuten para
detectar cualquier interferencia
En caso de alguna interferencia durante la transmisioacuten las tramas son enviadas
nuevamente cuando el medio esteacute disponible Para recibir los datos cada estacioacuten
reconoce su propia direccioacuten y acepta las tramas con esa direccioacuten mientras ignora
las demaacutes
El tamantildeo de trama permitido sin incluir el preaacutembulo puede ser desde 64 a 1518
octetos Las tramas fuera de este rango son consideradas invalidas
Campos que Componen la Trama
El preaacutembulo Inicia o encabeza la trama con ocho octetos formando un patroacuten de 1010
que termina en 10101011 Este campo provee sincronizacioacuten y marca el limite de trama
Direccioacuten destino Sigue al preaacutembulo o identifica la estacioacuten destino que debe recibir la
trama mediante seis octetos que pueden definir una direccioacuten de nivel fiacutesico o muacuteltiples
direcciones lo cual es determinado mediante el bit de menos significacioacuten del primer byte
de este campo Para una direccioacuten de nivel fiacutesico este es puesto en 0 loacutegico y la misma es
uacutenica a traveacutes de toda la red ethernet Una direccioacuten muacuteltiple puede ser dirigida a un
grupo de estaciones o a todas las estaciones y tiene el bit de menos significacioacuten en 1
loacutegico Para direccionar todas las estaciones de la red todos los bits del campo de
direccioacuten destino se ponen en 1 lo cual ofrece la combinacioacuten FFFFFFFFFFFFH
Direccioacuten fuente Este campo sigue al anterior Compuesto tambieacuten por seis octetos que
identifican la estacioacuten que origina la trama
Los campos de direccioacuten son ademaacutes subdivididos Los primeros tres octetos son
asignados a un fabricante y los tres octetos siguientes son asignados por el fabricante La
tarjeta de red podriacutea venir defectuosa pero la direccioacuten del nodo debe permanecer
consistente El chip de memoria ROM que contiene la direccioacuten original puede ser
removido de una tarjeta vieja para ser insertado en una nueva tarjeta o la direccioacuten
puede ser puesta en un registro mediante el disco de diagnostico de la tarjeta de
interfaces de red (NIC) Cualquiera que sea el meacutetodo utilizado se deber ser cuidadoso
para evitar alteracioacuten alguna en la administracioacuten de la red
Tipo Este es un campo de dos octetos que siguen al campo de direccioacuten fuente y
especifican el protocolo de alto nivel utilizado en el campo de datos Algunos tipos serian
0800H para TCPIP y 0600H para XNS
Campo de dato Contiene los datos de informacioacuten y es el uacutenico que tiene una longitud de
bytes variable que puede oscilar de un miacutenimo de 46 bytes a un maacuteximo de 1500 El
contenido de ese campo es completamente arbitrario y es determinado por el protocolo
de alto nivel usado
Frame Check Secuence Este viene a ser el ultimo campo de la trama compuesto por 32
bits que son usados por la verificacioacuten de errores en la transmisioacuten mediante el meacutetodo
CRC considerando los campo de direccioacuten tipo y de dato
Caracteriacutesticas
La codificacioacuten Manchester provee una forma simple de codificar secuencias de
bits incluso cuando hay largas secuencias de periodos sin transiciones de nivel que
puedan significar la peacuterdida de sincronizacioacuten o incluso errores en las secuencias
de bits
Este tipo de codificacioacuten nos asegura que la componente continua de las sentildeales es
cero si se emplean valores positivos y negativos
La codificacioacuten Manchester es una forma de codificacioacuten altamente fiable
El requerimiento del ancho de banda para la codificacioacuten Manchester es el doble
comparado en las comunicaciones asiacutencronas y el espectro de la sentildeal es
considerablemente mas ancho
Definicioacuten
El estaacutendar IEEE 8023 especifica el meacutetodo de control del medio (MAC) denominado The
physical layer and the Data Link layer standardized by IEEE 8023 are intended to
correspond closely to the lowest layers of the ISO Model for Open Systems
Interconnection (see ) [3]CSMACD siglas que corresponden a Carrier Sense Multiple
Access with Collision Deteccioacuten (en espantildeol Meacutetodo de acceso Muacuteltiple por Deteccioacuten de
Portadora con Deteccioacuten de Colisiones) es una teacutecnica usada en redes Ethernet para
mejorar sus prestaciones Anteriormente a esta teacutecnica se usaron las de Aloha puro (El
protocolo ALOHA es un protocolo del nivel de enlace de datos para redes de aacuterea local con
topologiacutea de difusioacutenLa primera versioacuten del protocolo era baacutesica
Si tienes datos que enviar enviacutealos
Si el mensaje colisiona con otra transmisioacuten intenta reenviarlos maacutes tarde)
Tambien usaron el Aloha ranurado (con la uacutenica diferencia de que las estaciones soacutelo
pueden transmitir en unos determinados instantes de tiempo o slotspero ambas
presentaban muy bajas prestaciones Por eso aparecioacute en primer lugar la teacutecnica
CSMA (el escuchar el medio para saber si existe presencia de portadora en los
momentos en los que se ocupa el canal
El fin es evitar colisiones es decir que dos host hablen al mismo tiempo Por otro lado
define el procedimento que estos dos host deben seguir si llegasen a usar el mismo
medio de forma simultaacutenea)
CSMACD sucede cuando se utiliza un medio de acceso muacuteltiple y que la estacioacuten que
desea emitir previamente escucha el canal antes de emitir Lo cual es el protocolo de
sentildeal eleacutectrica
TIPOS DE PROTOCOLOS CON DETECCIOacuteN DE PORTADORA
En los mecanismos de acceso al medio con deteccioacuten de portadora como los CSMA
(Carrier Sense Multiple Access) el control de acceso al medio de transmisioacuten se distribuye
completamente entre todas las estaciones Una estacioacuten que quiere transmitir escucha la
liacutenea para detectar si otra estaacute transmitiendo Si el canal estaacute vaciacuteo la estacioacuten transmite
pero si estaacute ocupado debe esperar un cierto tiempo antes de intentarlo de nuevo Hay tres
algoritmos para determinar cuando se vuelve a intentar la transmisioacuten tras encontrar
ocupado el canal
CSMA 1-PERSISTENTE
CSMA NO PERSISTENTE
CSMA P-PERSISTENTE
CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN
CSMA 1-PERSISTENTE
El protocolo CSMA 1-persistente funciona de la siguiente forma cuando tiene que
transmitir un frame primero escucha el canal y si estaacute libre enviacutea el frame caso contrario
espera a que se libere y en ese momento lo enviacutea Se denomina CSMA 1-persistente
porque existe la probabilidad 1 es decir certeza de que el frame se transmitiraacute cuando el
canal esteacute libre En una situacioacuten real con alto traacutefico es muy posible que cuando un nodo
termine de transmitir existan varios esperando enviar sus datos y con CSMA 1-persistente
todos los frames seraacuten emitidos a la vez y colisionaraacuten pudieacutendose repetir el proceso
varias veces con la consiguiente degradacioacuten del rendimiento Una colisioacuten ocurriraacute
aunque no empiecen a transmitir exactamente a la vez basta simplemente con que dos
nodos empiecen a transmitir con una diferencia de tiempos menor que la distancia que los
separa ya que en tal caso ambos detectaraacuten el canal libre en el momento de iniciar la
transmisioacuten Se deduce entonces que en este tipo de redes el retardo de propagacioacuten de
la sentildeal puede tener un efecto importante en el rendimiento El rendimiento obtenido con
este protocolo puede llegar al 55 con un grado de ocupacioacuten del 100
CSMA NO PERSISTENTE
Antes de enviar se escucha el canal si el canal estaacute libre se transmite el frame Si estaacute
ocupado en vez de quedarse escuchando se espera un tiempo aleatorio que viene dado
por un algoritmo llamado de backoff despueacutes del cual se repite el proceso El protocolo
tiene una menor eficiencia que CSMA 1-persistente para traacuteficos moderados pues
introduce una mayor latencia sin embargo se comporta mejor en situaciones de traacutefico
intenso ya que evita las colisiones producidas por las estaciones que se encuentran a la
espera de que termine la transmisioacuten de un frame en un momento dado
CSMA P-PERSISTENTE
Utiliza intervalos de tiempo y funciona de la siguiente manera cuando el nodo tiene
algo que enviar primero escucha el canal si estaacute ocupado espera un tiempo aleatorio
Cuando el canal estaacute libre se selecciona un nuacutemero aleatorio con distribucioacuten uniforme
entre 0 y 1 si el nuacutemero es menor que p el frame es transmitido En caso contrario se
espera el siguiente slot de tiempo para transmitir y repite el algoritmo hasta que el frame
es transmitido o bien otro nodo utiliza en canal en cuyo caso se espera un tiempo
aleatorio y empieza de nuevo el proceso desde el principio La eficiencia del protocolo es
en general superior a la de CSMA 1-persistente y CSMA no persistente
CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN
Un problema con los protocolos anteriores es que una vez se ha empezado a transmitir
un frame se sigue transmitiendo auacuten cuando se detecte una colisioacuten Como es maacutes
eficiente dejar de transmitir y esperar un tiempo aleatorio para volver a hacerlo los
protocolos de acceso muacuteltiple por deteccioacuten de portadora con deteccioacuten de colisiones o
CSMACD implementan esta mejora
Estados de
una red CSMACD
En una red CSMACD la uacutenica circunstancia en la que puede producirse una colisioacuten es
cuando dos hosts empiezan a transmitir a la vez o con una diferencia de tiempo lo
bastante pequentildea como para que la sentildeal de uno no haya podido llegar al otro antes de
que eacuteste empiece a transmitir En palabras simples el nodo no alcanzoacute a escuchar que
otro nodo ya comenzoacute la transmisioacuten producto del retardo de propagacioacuten de la sentildeal
A este periodo de tiempo se le llama PERIODO DE CONTIENDA y corresponde a uno de
los tres posibles estados que tiene una red CSMACD los otros dos estados son los de
transmisioacuten y estado libre
Deteccioacuten de portadora
La deteccioacuten de portadora es utilizada para escuchar al medio (la portadora) para ver si se
encuentra libre Si la portadora se encuentra libre los datos son pasados a la capa fiacutesica
para su transmisioacuten Si la portadora estaacute ocupada se monitorea hasta que se libere
Deteccioacuten de colisiones
Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten
Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto
ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten
La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se
enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
Caracteriacutesticas de CSMACD
1 El primer paso a la hora de transmitir seraacute saber si el medio estaacute libre Para eso
escuchamos lo que dicen los demaacutes Si el medio esta tranquilo (ninguna otra estacioacuten esta
transmitiendo) se enviacutea la transmisioacuten
2 Cuando dos o maacutes estaciones tienen mensajes para enviar es posible que transmitan casi
en el mismo instante resultando en una colisioacuten en la red
3 Cuando se produce una colisioacuten todas las estaciones receptoras ignoran la transmisioacuten
confusa
4 Si un dispositivo de transmisioacuten detecta una colisioacuten enviacutea una sentildeal de expansioacuten para
notificar a todos los dispositivos conectados que ha ocurrido una colisioacutendenominada
jamming
5 Las estaciones transmisoras detienen sus transmisiones tan pronto como detectan la
colisioacuten
6 Despueacutes de una colisioacuten (Los host que intervienen en la colisioacuten invocan un algoritmo de
postergacioacuten que genera un tiempo aleatorio) las estaciones esperan un tiempo aleatorio
(tiempo de backoff) para volver a transmitir una trama
En el meacutetodo de acceso CSMACD los dispositivos de red que tienen datos para transmitir
funcionan en el modo escuchar antes de transmitir Esto significa que cuando un nodo
desea enviar datos primero debe determinar si los medios de red estaacuten ocupados o no
En redes inalaacutembricas resulta a veces complicado llevar a cabo el primer paso (escuchar al
medio para determinar si estaacute libre o no) Por este motivo surgen dos problemas que
pueden ser detectados
1 Problema del nodo oculto la estacioacuten cree que el medio estaacute libre cuando en
realidad no lo estaacute pues estaacute siendo utilizado por otro nodo al que la estacioacuten no
oye
2 Problema del nodo expuesto la estacioacuten cree que el medio estaacute ocupado
cuando en realidad lo estaacute ocupando otro nodo que no interfeririacutea en su
transmisioacuten a otro destino
Para resolver estos problemas la IEEE 80211 propone MACA (MultiAccess Collision
Avoidance ndash Evitacioacuten de Colisioacuten por Acceso Muacuteltiple)
CSMA CD Meacutetodo de acceso capacidades funcionales
El siguiente resumen muestra una referencia raacutepida de las
capacidades funcionales de CSMA CD sublayer MAC
En el marco de la transmisioacuten
aceptar los datos de la LLC sublayer y construir un marco
Presentar una serie de bits de datos a la capa fiacutesica para la
transmisioacuten en el medio
En el marco de la recepcioacuten
recibir una serie de bits de datos a partir de la capa fiacutesica
presentar a la LLC (enlace logico de control)sublayer marcos
aplazar el enviacuteo de un flujo de bits de serie cada vez que el
soporte fiacutesico estaacute ocupado
FCS adecuado antildeadir valor a los marcos de salida y verificar la
alineacioacuten completa octeto frontera
controles de los marcos de errores de transmisioacuten por medio
de FCS y verifica la alineacioacuten octeto frontera
retrasar la transmisioacuten de bits de marco para el intervalo
entre periacuteodo especificado
detener la transmisioacuten cuando se detecte colisioacuten
se garantiza la propagacioacuten en toda la red mediante el enviacuteo
de mensaje de atasco
descartar la transmisioacuten que se recibieron menos de una
longitud miacutenima
TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con
un indicador de sentildeal de comienzo de la trama
El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito
de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de
transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el
direccionamiento
El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten
Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas
El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos
emisor y receptor
El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos
Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener
una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y
destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada
El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten
dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es
conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de
multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es
Conocida como direccioacuten de difusioacuten
La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten
El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a
continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los
casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)
El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud
variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes
Un campo pad o campo de relleno es usado para asegurar que la trama alcance la
longitud miacutenima requerida Una trama debe contener miacutenimo un nuacutemero de bytes
para que las estaciones puedan detectar las colisiones con precisioacuten
Una secuencia de chequeo de trama es utilizada como mecanismo de control de
errores
Cuando el dispositivo emisor ensambla la trama realiza un caacutelculo en los bits de la
trama El algoritmo usado para realizar este caacutelculo siempre genera como salida un
valor de 4 bytes El dispositivo emisor almacena este valor en el campo de chequeo
de secuencia de la trama
Cuando el receptor recibe la trama realiza el mismo caacutelculo y compara el resultado
con el del campo de chequeo de secuencia de la trama Si los dos valores
coinciden la transmisioacuten se asume como correcta Si los dos valores son
diferentes el dispositivo de destino solicita una retransmisioacuten de la trama
ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
La funcioacuten de encapsulacioacuten y desencapsulacioacuten de datos es llevada a cabo por la subcapa
MAC Este proceso es responsable de las funciones de direccionamiento y del chequeo de
errores
ENCAPSULADO
El encapsulado es realizado por la estacioacuten emisora El encapsulado es el acto de agregar
informacioacuten direcciones y bytes para el control de errores al comienzo y al final de la
unidad de datos transmitidos Esto es realizado luego que los datos son recibidos por la
Subcapa de control de enlace loacutegico (LLC) La informacioacuten antildeadida es necesaria para
realizar las siguientes tareas
Sincronizar la estacioacuten receptora con la sentildeal
Indicar el comienzo y el fin de la trama
Identificar las direcciones tanto de la estacioacuten emisora como la receptora
Detectar errores en la transmisioacuten
Ejemplo ENCAPSULADO DE DATOS EN EL MODELO DE REFERENCIA OSI
Lo que sigue es una descripcioacuten del proceso de encapsulado de datos en una pila de
protocolo en nuestro caso TCPIP
Las capas del modelo osi se comunican entre siacute utilizando las PDU (protocol data unit) que
especifican que informacioacuten debe agregarse como encabezado o final de los datos que
ingresan a la capa Analizamos el paso de los datos por las 4 uacuteltimas capas del modelo
( transporte red enlace de datos fiacutesica)
Cuando los datos bajan de la capa sesioacuten la PDU de la capa de transporte exige el
agregado del encabezado de protocolo TCP La capa siguiente agrega el encabezado IP Al
bajar a la capa de Enlace el encabezado que se agrega depende de la implementacioacuten de
Ethernet que se esteacute utilizando Si la implementacioacuten es ETHERNET II se agrega solamente
un encabezado MAC si la implementacioacuten es IEEE 8023 8022 se agregan 2
encabezados LLC de la subcapa superior (Logical Link Control) y MAC (Media Access
Control) de la subcapa inferior para luego pasar a la capa Fiacutesica convertido en sentildeales
eleacutectricas
DESENCAPSULADO
El desencapsulado es realizado por la estacioacuten receptora Cuando es recibida una trama la
estacioacuten receptora es responsable de realizar las siguientes tareas
Reconocer la direccioacuten de destino y determinar si coincide con su propia direccioacuten
Realizar la verificacioacuten de errores
Remover la informacioacuten de control que fue antildeadida por la funcioacuten de encapsulado
de datos en la estacioacuten emisora
ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
La funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es realizada por la subcapa MAC
En la estacioacuten emisora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable de
determinar si el canal de comunicacioacuten se encuentra disponible Si el canal se encuentra
disponible puede iniciarse la transmisioacuten de datos
Adicionalote la funcioacuten de administracioacuten es responsable de determinar que accioacuten
deberaacute tomarse en caso de detectarse una colisioacuten y cuando intentaraacute retransmitir
En la estacioacuten receptora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable
de realizar las comprobaciones de validacioacuten en la trama antes de pasarla a la funcioacuten de
desencapsulado
CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
La funcioacuten de codificacioacutendecodificacioacuten es realizada en la capa fiacutesica Esta funcioacuten es
responsable de obtener la forma eleacutectrica u oacuteptica de los datos que se van a transmitir en
el medio
La codificacioacuten de datos es realizada por la estacioacuten emisora Esta es responsable de
traducir los bits a sus correspondientes sentildeales eleacutectricas u oacutepticas para ser trasladadas a
traveacutes del medio Adicionalmente esta funcioacuten es responsable de escuchar el medio y
notificar al la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio si el medio se encuentra libre
ocupado o se ha detectado una colisioacuten
veremos algunas teacutecnicas para codificar datos en sentildeales digitales Recordemos que una
sentildeal digital es una secuencia de niveles de tensioacuten discretos cada uno de ellos es un
elemento de la sentildeal Las teacutecnicas de codificacioacuten convierten cada bit de datos 0 o 1 en
elementos de sentildeal buscando ciertas ventajas o caracteriacutestica de la misma
iquestQueacute es lo que buscamos cuando queremos transmitir Pues de normal que la velocidad
de transmisioacuten sea elevada y que el nuacutemero de errores pequentildeo Pero tambieacuten que el
medio que utilicemos sea barato Por desgracia todo a la vez es imposible canales con
mayor ancho de banda aumentaraacuten la velocidad de transmisioacuten y si estaacuten bien
apantallados podraacuten transmitir a grandes distancias sin apenas ruido iexclpero eso es muy
caro iquestDe queacute manera puede ayudar la forma de la sentildeal
(Un poco maacutes de
vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten
soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos
lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas
Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama
transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos
La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la
traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits
TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con
un indicador de sentildeal de comienzo de la trama
El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito
de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de
transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el
direccionamiento
El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten
Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas
El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos
emisor y receptor
El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos
El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits
10101011
Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener
una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y
destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada
El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten
dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es
conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de
multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es
conocida como direccioacuten de difusioacuten
La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten
El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a
continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los
casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)
El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud
variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes
4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)
Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red
Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits
transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un
nuacutemero negativo y una potencia de 10
Se calcula con la siguiente formula
BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS
Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por
ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3
actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER
se consigue tiacutepicamente en 10^ -12
VALORES DE BER TIPICOS
Ethernet 10BASE-5 lt10^-8
Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10
Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11
Fiber Channel SONETSDHlt10^-12
GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8
CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7
5 TOPOLOGIAS
Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los
diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos
especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden
interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental
que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los
diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La
topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el
nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc
Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea
1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y
cableado (los medios) en la red
2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del
medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y
transmisioacuten de tokens (Token Ring)
3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones
La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia
todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para
utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento
en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten
de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a
cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la
red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host
y el proceso se vuelve a repetir
Topologiacutea de la Red Ethernet
La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo
de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se
conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos
forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal
La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el
cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de
cableado
TOPOLOGIA EN BUS
La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo
segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la
combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta
estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y
no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo
de estaciones de la red se fija en 1024
Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media
pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es
completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la
red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet
pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que
transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros
10-BASE-5
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto
Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados
transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo
agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del
cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la
estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la
interfaz se comunica con la computadora
Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que
acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una
tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el
transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso
llevar un microprocesador para controlar las transferencias
Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores
BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC
conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces
utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es
maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es
de 185 metros
10-BASE-2
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador
Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca
un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el
conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los
extremos si este se conecta directamente a un repetidor
TOPOLOGIA EN ESTRELLA
El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que
cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese
segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en
estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a
un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una
para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El
cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado
El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la
expansioacuten de la red
CONECTOR RJ-45
Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de
ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los
pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En
algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo
se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador
sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs
utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red
10-BASE-T
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico
Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas
10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios
Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia
entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-
BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con
un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red
Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se
puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la
conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos
casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores
5 Trama de red
En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de
datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos
especialmente en el Nivel de enlace de datos
Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten
chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de
datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel
de red
Formato de la trama de Ethernet
Trama DIX
Ethernet
Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS
8 bytes 6 bytes6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes
2 oacute 4
bytes
Trama IEEE
8023
Preaacutembul
oSOF Destino Origen
Longitu
dDatos Relleno FCS
7 bytes1
byte6 bytes
6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes4 bytes
Preaacutembulo
Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y
estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo
es
10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010
Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester
representan una forma de onda perioacutedica
SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama
Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s
consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes
significativo del campo de direccioacuten MAC de destino
Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor
debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF
Direccioacuten de destino
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se
enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast
o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar
si debe aceptar el paquete
Direccioacuten de origen
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se
enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la
direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos
Tipo
Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el
paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos
interpreta este campo
Datos
Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de
valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este
campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de
niveles superiores
FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)
Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de
Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el
receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la
trama
Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama
- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica
- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y
realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un
byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios
- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de
datos para obtener una suma
7 componentes de Ethernet
Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio
Ethernet a mano maacutes apropiado
Hay cuatro tipos principales de medios en uso
Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5
Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en
determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)
Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04
pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)
relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta
su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o
grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero
permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias
Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2
Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar
Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas
(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en
empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a
interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso
Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)
sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero
requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino
tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se
utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos
Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T
Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla
adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes
frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco
mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo
del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su
costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con
plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin
embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias
electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado
con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps
Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-
repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las
aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o
10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las
situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una
preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes
cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica
La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de
longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que
de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre
Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que
seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se
puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten
Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la
flexibilidad de la tecnologiacutea
Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de
paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation
Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE
liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha
vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan
Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el
disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene
aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una
resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir
la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas
Figura 1
El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura
1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes
electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras
que se comunican en la red
La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un
dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un
transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del
cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre
un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada
en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro
del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se
corte y se inserte una lsquoTrsquo
Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un
transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio
del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador
anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta
madre) y se conecta con el transceptor
Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra
fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las
sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite
la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute
en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato
digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el
transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente
llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la
potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la
operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o
recibiendo
Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las
intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema
operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta
instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la
transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido
finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple
dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede
contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria
de la computadora y el cable ether)
En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de
una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e
instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura
2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante
Figura 2
Capacidad de las redes Ethernet
El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden
transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una
computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red
no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar
datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico
total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y
pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace
posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa
que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por
ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o
muchas computadoras que generan cargas ligeras
La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE
8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo
suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles
Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El
propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red
sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una
longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo
el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama
La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se
encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que
es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser
transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por
un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se
encuentran en el campo da datos
La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de
direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023
permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite
solo direcciones de 6 Bytes
El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE
8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet
Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de
los cables utilizados
10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet
10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet
10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una
velocidad de 10 Mbps
100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica
multimodo (la F es por Fiber)
100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)
1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad
de 1 gigabite por segundo
1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S
es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)
1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L
es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)
Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado
Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del
nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran
aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de
legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces
de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor
adaptacioacuten y transicioacuten
Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos
Velocidad de transmisioacuten
- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea
Tipo de cable
- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea
Longitud maacutexima
- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones
repetidoras)
Topologiacutea
- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados
con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o
switches (estrella conmutada)
A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes
importantes
Tecnologiacuteas Ethernet
Tecnologiacutea
Velocidad de
transmisioacuten Tipo de cable
Distancia
maacutexima Topologiacutea
10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)
10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m
Estrella (Hub o
Switch)
10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o
Switch)
100BaseT4 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 3UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseTX 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 5UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m
No permite el uso de
hubs
1000BaseT 1000Mbps
4 pares trenzado
(categoriacutea 5e oacute
6UTP ) 100 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseSX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(multimodo) 550 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseLX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(monomodo) 5000 m
Estrella Full Duplex
(switch)
10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los
estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad
nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet
El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y
WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en
una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023
Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten
8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN
PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se
puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103
Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas
Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c
10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre
cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo
del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica
multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)
10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand
4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un
router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance
10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre
240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra
mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm
10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra
mono-modo (usando 1310nm)
10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre
fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido
interfaces enchufables de hasta 80-km
10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625
microm
10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado
para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera
SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-
ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas
distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)
Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado
principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin
embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par
trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada
para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-
duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex
Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes
Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802
10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten
comercial
La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las
especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para
Ethernet de 100 Mbps
Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes
apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios
productos en el mercado
Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones
1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de
sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la
transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado
100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como
veremos a continuacioacuten)
Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue
utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que
puede seguir usando los mismos cables de par trenzado
2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por
otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)
y que se denominoacute 100BaseVG
Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea
3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable
consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda
3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten
denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito
4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente
sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet
utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es
lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)
VELOCIDAD
En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea
circulan a la velocidad de 10 Mbps
Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades
superiores tanto de 20 como de 100 Mbps
Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes
de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios
usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-
Windows
De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que
actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
primeros computadores personales Tambieacuten se estaban fabricando las primeras
impresoras laacuteser Se queriacutea conectar los computadores entre siacute para compartir ficheros y
las impresoras La comunicacioacuten teniacutea que ser de muy alta velocidad del orden de
megabits por segundo ya que la cantidad de informacioacuten a enviar a las impresoras era
enorme (teniacutean una resolucioacuten y velocidad comparables a una impresora laacuteser actual)
Estas ideas que hoy parecen obvias eran completamente revolucionarias en 1973
A Metcalfe el especialista en comunicaciones del equipo con 27 antildeos de edad se le
encomendoacute la tarea de disentildear y construir la red que uniera todo aquello Contaba para
ello con la ayuda de un estudiante de doctorado de Stanford llamado David Boggs Las
primeras experiencias de la red que denominaron Alto Aloha Network las llevaron a
cabo en 1972 Fueron mejorando gradualmente el prototipo hasta que el 22 de mayo de
1973 Metcalfe escribioacute un memoraacutendum interno en el que informaba de la nueva red
Para evitar que se pudiera pensar que soacutelo serviacutea para conectar computadores Alto el
nombre de la red se cambioacute por el de Ethernet que haciacutea referencia a la teoriacutea de la
fiacutesica hoy ya abandonada seguacuten la cual las ondas electromagneacuteticas viajaban por un
fluido denominado eacuteter que se suponiacutea llenaba todo el espacio (para Metcalfe el eacuteter
era el cable coaxial por el que iba la sentildeal) Los dos computadores Alto utilizados para
las primeras pruebas de Ethernet fueron rebautizados maacutes tarde con los nombres
Michelson y Morley en alusioacuten a los dos fiacutesicos que demostraron en 1887 la inexistencia
del eacuteter mediante el famoso experimento que lleva su nombre
La red de 1973 ya teniacutea todas las caracteriacutesticas esenciales de la Ethernet actual
Empleaba CSMACD para minimizar la probabilidad de colisioacuten y en caso de que eacutesta se
produjera se poniacutea en marcha un mecanismo denominado retroceso exponencial
binario para reducir gradualmente la agresividad del emisor con lo que eacuteste se
adaptaba a situaciones de muy diverso nivel de traacutefico Teniacutea topologiacutea de bus y
funcionaba a 294 Mbs sobre un segmento de cable coaxial de 16Km de longitud Las
direcciones eran de 8 bits y el CRC de las tramas de 16 bits El protocolo utilizado al nivel
de red era el PUP (Parc Universal Packet) que luego evolucionariacutea hasta convertirse en el
que luego fue XNS (Xerox Network System) antecesor a su vez de IPX (Netware de
Novell)
En vez de utilizar el cable coaxial de 75 W de las redes de televisioacuten por cable se optoacute
por emplear cable de 50 W que produciacutea menos reflexiones de la sentildeal a las cuales
Ethernet era muy sensible por transmitir la sentildeal en banda base (es decir sin
modulacioacuten) Las reflexiones se produciacutean en cada empalme del cable y en cada pincho
vampiro (transceiver) En la praacutectica el nuacutemero maacuteximo de pinchos vampiro y por
tanto el nuacutemero maacuteximo de estaciones en un segmento de cable coaxial veniacutea limitado
por la maacutexima intensidad de sentildeal reflejada tolerable
En 1975 Metcalfe y Boggs describieron Ethernet en un artiacuteculo que enviaron a
Communications of the ACM (Association for Computing Machinery) publicado en
1976 En eacutel ya describiacutean el uso de repetidores par aumentar el alcance de la red En
1977 Metcalfe Boggs y otros dos ingenieros de Xerox recibieron una patente por la
tecnologiacutea baacutesica de Ethernet y en 1978 Metcalfe y Boggs recibieron otra por el
repetidor En esta eacutepoca todo el sistema Ethernet era propietario de Xerox
Aunque no relacionado con Ethernet merece la pena mencionar que David Boggs
construyoacute en 1975 en el Xerox PARC el primer router y el primer servidor de nombres de
la Internet
1 Ethernet
Es el nombre de una tecnologiacutea de redes de computadoras de aacuterea local (LANs)
basada en tramas de datos El nombre viene del concepto fiacutesico de ether
Ethernet se refiere a las redes de aacuterea local y dispositivos que fue definida por el
Instituto para los Ingenieros Eleacutectricos y Electroacutenicos (IEEE) bajo el estaacutendar IEEE 8023
que define el protocolo CSMACD
Ethernet es la capa fiacutesica maacutes popular de la tecnologiacutea LAN usada actualmente y
fue desarrollada principalmente por las empresas XEROX Intel y Digital Equipment
Company (DIX)
Ethernet es popular porque permite un buen equilibrio entre velocidad costo y
facilidad de instalacioacuten Estos puntos fuertes combinados con la amplia aceptacioacuten en el
mercado y la habilidad de soportar virtualmente todos los protocolos de red populares
hacen a Ethernet la tecnologiacutea ideal para la red de la mayoriacutea de los usuarios de la
informaacutetica actual Esta se utiliza actualmente para aproximadamente 85 de las PC LAN-
conectadas y de los sitios de trabajo del mundo porque su protocolo tiene las
caracteriacutesticas siguientes
Es faacutecil de entender de poner en ejecucioacuten de manejar y de mantener
Permite las puestas en praacutectica baratas de la red
Proporciona la flexibilidad topoloacutegica extensa para la instalacioacuten de la red
Garantiza la interconexioacuten y la operacioacuten acertadas de productos estaacutendar-
obedientes sin importar fabricante
2 Codificacioacuten de Manchester Definicioacuten y caracteriacutesticas maacutes relevantes
La codificacioacuten Manchester tambieacuten denominada codificacioacuten bifase-L es un meacutetodo de
codificacioacuten eleacutectrica de una sentildeal binaria en el que en cada tiempo de bit hay una
transicioacuten entre dos niveles de sentildeal Es una codificacioacuten auto sincronizada ya que en
cada bit se puede obtener la sentildeal de reloj lo que hace posible una sincronizacioacuten precisa
del flujo de datos Una desventaja es que consume el doble de ancho de banda que una
transmisioacuten asiacutencrona
Ejemplo de codificacioacuten Manchester de acuerdo con las convenciones ethernet
Los coacutedigos Manchester tienen una transicioacuten en la mitad del periodo de cada bit Cuando
se tienen bits iguales y consecutivos se produce una transicioacuten al inicio del segundo bit la
cual no es tenida en cuenta por el receptor al momento de decodificar solo las
transiciones separadas uniformemente en el tiempo son las que son consideradas por el
receptor Hay algunas transiciones que no ocurren a mitad de bit Estas transiciones no
llevan informacioacuten uacutetil y solo se usan para colocar la sentildeal en el siguiente estado donde se
llevaraacute a cabo la siguiente transicioacuten Aunque esto permite a la sentildeal auto-sincronizarse
en realidad lo que hace es doblar el requerimiento de ancho de banda en comparacioacuten
con otros coacutedigos como por ejemplo los Coacutedigos NRZ
En la codificacioacuten Manchester cada periacuteodo de un bit se divide en dos intervalos iguales
Un bit binario de valor 1 se transmite con valor de tensioacuten alto en el primer intervalo y un
valor bajo en el segundo Un bit 0 se enviacutea al contrario es decir una tensioacuten baja seguida
de un nivel de tensioacuten alto
Este esquema asegura que todos los bits presentan una transicioacuten en la parte media
proporcionando asiacute un excelente sincronismo entre el receptor y el transmisor Una
desventaja de este tipo de transmisioacuten es que se necesita el doble del ancho de banda
para la misma informacioacuten que el meacutetodo convencional
La codificacioacuten diferencial Manchester es una variacioacuten puesto que en ella un bit de
valor 1 se indica por la ausencia de transicioacuten al inicio del intervalo mientras que un bit 0
se indica por la presencia de una transicioacuten en el inicio existiendo siempre una transicioacuten
en el centro del intervalo El esquema diferencial requiere un equipo maacutes sofisticado pero
ofrece una mayor inmunidad al ruido El Manchester Diferencial tiene como ventajas
adicionales las derivadas de la utilizacioacuten de una aproximacioacuten diferencial
Todas las teacutecnicas bifase fuerzan al menos una transicioacuten por cada bit pudiendo tener
hasta dos en ese mismos periodo Por tanto la maacutexima velocidad de modulacioacuten es el
doble que en los NRZ esto significa que el ancho de bandoa necesario es mayor No
obstante los esquemas bifase tienes varias ventajas
raquo Sincronizacioacuten debido a la transicioacuten que siempre ocurre durante el intervalo de
duracioacuten correspondiente a un bit el receptor puede sincronizarse usando dicha
transicioacuten Debido a esta caracteriacutestica los coacutedigos bifase se denominan auto-
sincronizados
raquo No tienen componente en continua
raquo Deteccioacuten de errores se pueden detectar errores si se detecta una ausencia de la
transicioacuten esperada en la mitad del intervalo Para que el ruido produjera un error no
detectado tendriacutea que intervenir la sentildeal antes y despueacutes de la transicioacuten
Los coacutedigos bifase se usan con frecuencia en los esquemas de transmisioacuten de datos
Unos de los maacutes conocidos es el coacutedigo Manchestes que se ha elegido como parte de la
especificacioacuten de la normalizacioacuten IEEE 8023 para la transmisioacuten en redes LAN con un bus
CSMACD usando cable coaxial en banda base o par trenzado El Manchester Diferencial
se ha elegido en la normalizacioacuten IEEE 8025 para redes LAN en anillo con paso de testigo
en las que se usan pares trenzados apantallados
8 Arquitectura de Ethernet
Los elementos de una red Ethernet son los nodos de red y el medio de interconexioacuten Los
nodos de red pueden clasificarse en dos grandes grupos Equipo Terminal de Datos (DTE) y
Equipo de Comunicacioacuten de Datos (DCE) Los DTE son dispositivos de red que generan o
que son el destino de los datos como las PCs las estaciones de trabajo los servidores de
archivos los servidores de impresioacuten todos son parte del grupo de las estaciones finales
Los DCE son los dispositivos de red intermediarios que reciben y retransmiten las tramas
dentro de la red pueden ser ruteadores conmutadores (switch) concentradores (hub)
repetidores o interfaces de comunicacioacuten ej un moacutedem o una tarjeta de interface
NIC o Tarjeta de Interfaz de Red|Adaptador - permite que una computadora acceda a
una red local Cada tarjeta tiene una uacutenica direccioacuten MAC que la identifica en la red
Una computadora conectada a una red se denomina nodo
Repetidor o repeater - aumenta el alcance de una conexioacuten fiacutesica recibiendo las
sentildeales y retransmitieacutendolas para evitar su degradacioacuten a traveacutes del medio de
transmisioacuten lograacutendose un alcance mayor Usualmente se usa para unir dos aacutereas
locales de igual tecnologiacutea y soacutelo tiene dos puertos Opera en la capa fiacutesica del modelo
OSI
Concentrador o hub - funciona como un repetidor pero permite la interconexioacuten de
muacuteltiples 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 ninguacuten proceso sobre las mismas Opera en la capa fiacutesica del modelo OSI
Puente o bridge - interconecta segmentos de red haciendo el cambio de frames
(tramas) entre las redes de acuerdo con una tabla de direcciones que le dice en queacute
segmento estaacute ubicada una direccioacuten MAC dada
Conexiones en un switch Ethernet
Conmutador o Switch - funciona como el bridge pero permite la interconexioacuten de
muacuteltiples segmentos de red funciona en velocidades maacutes raacutepidas y es maacutes sofisticado
Los switches pueden tener otras funcionalidades como redes virtuales y permiten su
configuracioacuten a traveacutes de la propia red Funciona baacutesicamente en la capa fiacutesica y sirve
como enlace de datos del modelo OSI Por esto son capaces de procesar informacioacuten
de las tramas su funcionalidad maacutes importante es en las tablas de direccioacuten Por ej
una computadora conectada al puerto 1 del conmutador enviacutea una trama a otra
computadora conectada al puerto 2 el switch recibe la trama y la transmite a todos
sus puertos excepto aquel por donde la recibioacute la computadora 2 recibiraacute el mensaje
y eventualmente lo responderaacute generando traacutefico en el sentido contrario ahora el
switch conoceraacute las direcciones MAC de las computadoras en el puerto 1 y 2 cuando
reciba otra trama con direccioacuten de destino de alguna de ellas soacutelo transmitiraacute la trama
a dicho puerto disminuyendo asiacute el traacutefico de la red y contribuyendo al buen
funcionamiento de la misma
Arquitectura (estructura loacutegica)
La arquitectura Ethernet puede definirse como una red de conmutacioacuten de paquetes de
acceso muacuteltiple (medio compartido) y difusioacuten amplia (Broadcast) que utiliza un medio
pasivo y sin ninguacuten control central Proporciona deteccioacuten de errores pero no
correccioacuten El acceso al medio (de transmisioacuten) estaacute gobernado desde las propias
estaciones mediante un esquema de arbitraje estadiacutestico
Los paquetes de datos transmitidos alcanzan a todas las estaciones (difusioacuten amplia)
siendo cada estacioacuten responsable de reconocer la direccioacuten contenida en cada paquete y
aceptar los que sean dirigidos a ella [3]
Ethernet realiza varias funciones que incluyen empaquetado y desempaquetado de los
datagramas manejo del enlace codificacioacuten y decodificacioacuten de datos y acceso al canal
El manejador del enlace es responsable de vigilar el mecanismo de colisiones escuchando
hasta que el medio de transmisioacuten estaacute libre antes de iniciar una transmisioacuten (solo un
usuario utiliza la transmisioacuten cada vez -Banda base-) El manejo de colisiones se realiza
deteniendo la transmisioacuten y esperando un cierto tiempo antes de intentarla de nuevo
Existe un mecanismo por el que se enviacutean paquetes a intervalos no estaacutendar lo que evita
que otras estaciones puedan comunicar Es lo que se denomina captura del canal
Funciones de la Arquitectura Ethernet
Encapsulacion de datos
Formacioacuten de la trama estableciendo la delimitacioacuten correspondiente
Direccionamiento del nodo fuente y destino
Deteccioacuten de errores en el canal de transmisioacuten
Manejo de Enlace
Asignacioacuten de canal
Resolucioacuten de contencioacuten manejando colisiones
Codificacioacuten de los Datos
Generacioacuten y extraccioacuten del preaacutembulo para fines de sincronizacioacuten
Codificacioacuten y decodificacioacuten de bits
Acceso al Canal
Transmisioacuten Recepcioacuten de los bits codificados
Sensibilidad de portadora indicando trafico sobre el canal
Deteccioacuten de colisiones indicando contencioacuten sobre el canal
Formato de Trama
En una red ethernet cada elemento del sistema tiene una direccioacuten uacutenica de 48
bits y la informacioacuten es transmitida serialmente en grupos de bits denominados
tramas Las tramas incluyen los datos a ser enviados la direccioacuten de la estacioacuten
que debe recibirlos y la direccioacuten de la estacioacuten que los transmite
Cada interface ethernet monitorea el medio de transmisioacuten antes de una
transmisioacuten para asegurar que no esteacute en uso y durante la transmisioacuten para
detectar cualquier interferencia
En caso de alguna interferencia durante la transmisioacuten las tramas son enviadas
nuevamente cuando el medio esteacute disponible Para recibir los datos cada estacioacuten
reconoce su propia direccioacuten y acepta las tramas con esa direccioacuten mientras ignora
las demaacutes
El tamantildeo de trama permitido sin incluir el preaacutembulo puede ser desde 64 a 1518
octetos Las tramas fuera de este rango son consideradas invalidas
Campos que Componen la Trama
El preaacutembulo Inicia o encabeza la trama con ocho octetos formando un patroacuten de 1010
que termina en 10101011 Este campo provee sincronizacioacuten y marca el limite de trama
Direccioacuten destino Sigue al preaacutembulo o identifica la estacioacuten destino que debe recibir la
trama mediante seis octetos que pueden definir una direccioacuten de nivel fiacutesico o muacuteltiples
direcciones lo cual es determinado mediante el bit de menos significacioacuten del primer byte
de este campo Para una direccioacuten de nivel fiacutesico este es puesto en 0 loacutegico y la misma es
uacutenica a traveacutes de toda la red ethernet Una direccioacuten muacuteltiple puede ser dirigida a un
grupo de estaciones o a todas las estaciones y tiene el bit de menos significacioacuten en 1
loacutegico Para direccionar todas las estaciones de la red todos los bits del campo de
direccioacuten destino se ponen en 1 lo cual ofrece la combinacioacuten FFFFFFFFFFFFH
Direccioacuten fuente Este campo sigue al anterior Compuesto tambieacuten por seis octetos que
identifican la estacioacuten que origina la trama
Los campos de direccioacuten son ademaacutes subdivididos Los primeros tres octetos son
asignados a un fabricante y los tres octetos siguientes son asignados por el fabricante La
tarjeta de red podriacutea venir defectuosa pero la direccioacuten del nodo debe permanecer
consistente El chip de memoria ROM que contiene la direccioacuten original puede ser
removido de una tarjeta vieja para ser insertado en una nueva tarjeta o la direccioacuten
puede ser puesta en un registro mediante el disco de diagnostico de la tarjeta de
interfaces de red (NIC) Cualquiera que sea el meacutetodo utilizado se deber ser cuidadoso
para evitar alteracioacuten alguna en la administracioacuten de la red
Tipo Este es un campo de dos octetos que siguen al campo de direccioacuten fuente y
especifican el protocolo de alto nivel utilizado en el campo de datos Algunos tipos serian
0800H para TCPIP y 0600H para XNS
Campo de dato Contiene los datos de informacioacuten y es el uacutenico que tiene una longitud de
bytes variable que puede oscilar de un miacutenimo de 46 bytes a un maacuteximo de 1500 El
contenido de ese campo es completamente arbitrario y es determinado por el protocolo
de alto nivel usado
Frame Check Secuence Este viene a ser el ultimo campo de la trama compuesto por 32
bits que son usados por la verificacioacuten de errores en la transmisioacuten mediante el meacutetodo
CRC considerando los campo de direccioacuten tipo y de dato
Caracteriacutesticas
La codificacioacuten Manchester provee una forma simple de codificar secuencias de
bits incluso cuando hay largas secuencias de periodos sin transiciones de nivel que
puedan significar la peacuterdida de sincronizacioacuten o incluso errores en las secuencias
de bits
Este tipo de codificacioacuten nos asegura que la componente continua de las sentildeales es
cero si se emplean valores positivos y negativos
La codificacioacuten Manchester es una forma de codificacioacuten altamente fiable
El requerimiento del ancho de banda para la codificacioacuten Manchester es el doble
comparado en las comunicaciones asiacutencronas y el espectro de la sentildeal es
considerablemente mas ancho
Definicioacuten
El estaacutendar IEEE 8023 especifica el meacutetodo de control del medio (MAC) denominado The
physical layer and the Data Link layer standardized by IEEE 8023 are intended to
correspond closely to the lowest layers of the ISO Model for Open Systems
Interconnection (see ) [3]CSMACD siglas que corresponden a Carrier Sense Multiple
Access with Collision Deteccioacuten (en espantildeol Meacutetodo de acceso Muacuteltiple por Deteccioacuten de
Portadora con Deteccioacuten de Colisiones) es una teacutecnica usada en redes Ethernet para
mejorar sus prestaciones Anteriormente a esta teacutecnica se usaron las de Aloha puro (El
protocolo ALOHA es un protocolo del nivel de enlace de datos para redes de aacuterea local con
topologiacutea de difusioacutenLa primera versioacuten del protocolo era baacutesica
Si tienes datos que enviar enviacutealos
Si el mensaje colisiona con otra transmisioacuten intenta reenviarlos maacutes tarde)
Tambien usaron el Aloha ranurado (con la uacutenica diferencia de que las estaciones soacutelo
pueden transmitir en unos determinados instantes de tiempo o slotspero ambas
presentaban muy bajas prestaciones Por eso aparecioacute en primer lugar la teacutecnica
CSMA (el escuchar el medio para saber si existe presencia de portadora en los
momentos en los que se ocupa el canal
El fin es evitar colisiones es decir que dos host hablen al mismo tiempo Por otro lado
define el procedimento que estos dos host deben seguir si llegasen a usar el mismo
medio de forma simultaacutenea)
CSMACD sucede cuando se utiliza un medio de acceso muacuteltiple y que la estacioacuten que
desea emitir previamente escucha el canal antes de emitir Lo cual es el protocolo de
sentildeal eleacutectrica
TIPOS DE PROTOCOLOS CON DETECCIOacuteN DE PORTADORA
En los mecanismos de acceso al medio con deteccioacuten de portadora como los CSMA
(Carrier Sense Multiple Access) el control de acceso al medio de transmisioacuten se distribuye
completamente entre todas las estaciones Una estacioacuten que quiere transmitir escucha la
liacutenea para detectar si otra estaacute transmitiendo Si el canal estaacute vaciacuteo la estacioacuten transmite
pero si estaacute ocupado debe esperar un cierto tiempo antes de intentarlo de nuevo Hay tres
algoritmos para determinar cuando se vuelve a intentar la transmisioacuten tras encontrar
ocupado el canal
CSMA 1-PERSISTENTE
CSMA NO PERSISTENTE
CSMA P-PERSISTENTE
CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN
CSMA 1-PERSISTENTE
El protocolo CSMA 1-persistente funciona de la siguiente forma cuando tiene que
transmitir un frame primero escucha el canal y si estaacute libre enviacutea el frame caso contrario
espera a que se libere y en ese momento lo enviacutea Se denomina CSMA 1-persistente
porque existe la probabilidad 1 es decir certeza de que el frame se transmitiraacute cuando el
canal esteacute libre En una situacioacuten real con alto traacutefico es muy posible que cuando un nodo
termine de transmitir existan varios esperando enviar sus datos y con CSMA 1-persistente
todos los frames seraacuten emitidos a la vez y colisionaraacuten pudieacutendose repetir el proceso
varias veces con la consiguiente degradacioacuten del rendimiento Una colisioacuten ocurriraacute
aunque no empiecen a transmitir exactamente a la vez basta simplemente con que dos
nodos empiecen a transmitir con una diferencia de tiempos menor que la distancia que los
separa ya que en tal caso ambos detectaraacuten el canal libre en el momento de iniciar la
transmisioacuten Se deduce entonces que en este tipo de redes el retardo de propagacioacuten de
la sentildeal puede tener un efecto importante en el rendimiento El rendimiento obtenido con
este protocolo puede llegar al 55 con un grado de ocupacioacuten del 100
CSMA NO PERSISTENTE
Antes de enviar se escucha el canal si el canal estaacute libre se transmite el frame Si estaacute
ocupado en vez de quedarse escuchando se espera un tiempo aleatorio que viene dado
por un algoritmo llamado de backoff despueacutes del cual se repite el proceso El protocolo
tiene una menor eficiencia que CSMA 1-persistente para traacuteficos moderados pues
introduce una mayor latencia sin embargo se comporta mejor en situaciones de traacutefico
intenso ya que evita las colisiones producidas por las estaciones que se encuentran a la
espera de que termine la transmisioacuten de un frame en un momento dado
CSMA P-PERSISTENTE
Utiliza intervalos de tiempo y funciona de la siguiente manera cuando el nodo tiene
algo que enviar primero escucha el canal si estaacute ocupado espera un tiempo aleatorio
Cuando el canal estaacute libre se selecciona un nuacutemero aleatorio con distribucioacuten uniforme
entre 0 y 1 si el nuacutemero es menor que p el frame es transmitido En caso contrario se
espera el siguiente slot de tiempo para transmitir y repite el algoritmo hasta que el frame
es transmitido o bien otro nodo utiliza en canal en cuyo caso se espera un tiempo
aleatorio y empieza de nuevo el proceso desde el principio La eficiencia del protocolo es
en general superior a la de CSMA 1-persistente y CSMA no persistente
CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN
Un problema con los protocolos anteriores es que una vez se ha empezado a transmitir
un frame se sigue transmitiendo auacuten cuando se detecte una colisioacuten Como es maacutes
eficiente dejar de transmitir y esperar un tiempo aleatorio para volver a hacerlo los
protocolos de acceso muacuteltiple por deteccioacuten de portadora con deteccioacuten de colisiones o
CSMACD implementan esta mejora
Estados de
una red CSMACD
En una red CSMACD la uacutenica circunstancia en la que puede producirse una colisioacuten es
cuando dos hosts empiezan a transmitir a la vez o con una diferencia de tiempo lo
bastante pequentildea como para que la sentildeal de uno no haya podido llegar al otro antes de
que eacuteste empiece a transmitir En palabras simples el nodo no alcanzoacute a escuchar que
otro nodo ya comenzoacute la transmisioacuten producto del retardo de propagacioacuten de la sentildeal
A este periodo de tiempo se le llama PERIODO DE CONTIENDA y corresponde a uno de
los tres posibles estados que tiene una red CSMACD los otros dos estados son los de
transmisioacuten y estado libre
Deteccioacuten de portadora
La deteccioacuten de portadora es utilizada para escuchar al medio (la portadora) para ver si se
encuentra libre Si la portadora se encuentra libre los datos son pasados a la capa fiacutesica
para su transmisioacuten Si la portadora estaacute ocupada se monitorea hasta que se libere
Deteccioacuten de colisiones
Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten
Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto
ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten
La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se
enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
Caracteriacutesticas de CSMACD
1 El primer paso a la hora de transmitir seraacute saber si el medio estaacute libre Para eso
escuchamos lo que dicen los demaacutes Si el medio esta tranquilo (ninguna otra estacioacuten esta
transmitiendo) se enviacutea la transmisioacuten
2 Cuando dos o maacutes estaciones tienen mensajes para enviar es posible que transmitan casi
en el mismo instante resultando en una colisioacuten en la red
3 Cuando se produce una colisioacuten todas las estaciones receptoras ignoran la transmisioacuten
confusa
4 Si un dispositivo de transmisioacuten detecta una colisioacuten enviacutea una sentildeal de expansioacuten para
notificar a todos los dispositivos conectados que ha ocurrido una colisioacutendenominada
jamming
5 Las estaciones transmisoras detienen sus transmisiones tan pronto como detectan la
colisioacuten
6 Despueacutes de una colisioacuten (Los host que intervienen en la colisioacuten invocan un algoritmo de
postergacioacuten que genera un tiempo aleatorio) las estaciones esperan un tiempo aleatorio
(tiempo de backoff) para volver a transmitir una trama
En el meacutetodo de acceso CSMACD los dispositivos de red que tienen datos para transmitir
funcionan en el modo escuchar antes de transmitir Esto significa que cuando un nodo
desea enviar datos primero debe determinar si los medios de red estaacuten ocupados o no
En redes inalaacutembricas resulta a veces complicado llevar a cabo el primer paso (escuchar al
medio para determinar si estaacute libre o no) Por este motivo surgen dos problemas que
pueden ser detectados
1 Problema del nodo oculto la estacioacuten cree que el medio estaacute libre cuando en
realidad no lo estaacute pues estaacute siendo utilizado por otro nodo al que la estacioacuten no
oye
2 Problema del nodo expuesto la estacioacuten cree que el medio estaacute ocupado
cuando en realidad lo estaacute ocupando otro nodo que no interfeririacutea en su
transmisioacuten a otro destino
Para resolver estos problemas la IEEE 80211 propone MACA (MultiAccess Collision
Avoidance ndash Evitacioacuten de Colisioacuten por Acceso Muacuteltiple)
CSMA CD Meacutetodo de acceso capacidades funcionales
El siguiente resumen muestra una referencia raacutepida de las
capacidades funcionales de CSMA CD sublayer MAC
En el marco de la transmisioacuten
aceptar los datos de la LLC sublayer y construir un marco
Presentar una serie de bits de datos a la capa fiacutesica para la
transmisioacuten en el medio
En el marco de la recepcioacuten
recibir una serie de bits de datos a partir de la capa fiacutesica
presentar a la LLC (enlace logico de control)sublayer marcos
aplazar el enviacuteo de un flujo de bits de serie cada vez que el
soporte fiacutesico estaacute ocupado
FCS adecuado antildeadir valor a los marcos de salida y verificar la
alineacioacuten completa octeto frontera
controles de los marcos de errores de transmisioacuten por medio
de FCS y verifica la alineacioacuten octeto frontera
retrasar la transmisioacuten de bits de marco para el intervalo
entre periacuteodo especificado
detener la transmisioacuten cuando se detecte colisioacuten
se garantiza la propagacioacuten en toda la red mediante el enviacuteo
de mensaje de atasco
descartar la transmisioacuten que se recibieron menos de una
longitud miacutenima
TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con
un indicador de sentildeal de comienzo de la trama
El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito
de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de
transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el
direccionamiento
El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten
Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas
El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos
emisor y receptor
El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos
Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener
una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y
destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada
El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten
dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es
conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de
multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es
Conocida como direccioacuten de difusioacuten
La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten
El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a
continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los
casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)
El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud
variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes
Un campo pad o campo de relleno es usado para asegurar que la trama alcance la
longitud miacutenima requerida Una trama debe contener miacutenimo un nuacutemero de bytes
para que las estaciones puedan detectar las colisiones con precisioacuten
Una secuencia de chequeo de trama es utilizada como mecanismo de control de
errores
Cuando el dispositivo emisor ensambla la trama realiza un caacutelculo en los bits de la
trama El algoritmo usado para realizar este caacutelculo siempre genera como salida un
valor de 4 bytes El dispositivo emisor almacena este valor en el campo de chequeo
de secuencia de la trama
Cuando el receptor recibe la trama realiza el mismo caacutelculo y compara el resultado
con el del campo de chequeo de secuencia de la trama Si los dos valores
coinciden la transmisioacuten se asume como correcta Si los dos valores son
diferentes el dispositivo de destino solicita una retransmisioacuten de la trama
ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
La funcioacuten de encapsulacioacuten y desencapsulacioacuten de datos es llevada a cabo por la subcapa
MAC Este proceso es responsable de las funciones de direccionamiento y del chequeo de
errores
ENCAPSULADO
El encapsulado es realizado por la estacioacuten emisora El encapsulado es el acto de agregar
informacioacuten direcciones y bytes para el control de errores al comienzo y al final de la
unidad de datos transmitidos Esto es realizado luego que los datos son recibidos por la
Subcapa de control de enlace loacutegico (LLC) La informacioacuten antildeadida es necesaria para
realizar las siguientes tareas
Sincronizar la estacioacuten receptora con la sentildeal
Indicar el comienzo y el fin de la trama
Identificar las direcciones tanto de la estacioacuten emisora como la receptora
Detectar errores en la transmisioacuten
Ejemplo ENCAPSULADO DE DATOS EN EL MODELO DE REFERENCIA OSI
Lo que sigue es una descripcioacuten del proceso de encapsulado de datos en una pila de
protocolo en nuestro caso TCPIP
Las capas del modelo osi se comunican entre siacute utilizando las PDU (protocol data unit) que
especifican que informacioacuten debe agregarse como encabezado o final de los datos que
ingresan a la capa Analizamos el paso de los datos por las 4 uacuteltimas capas del modelo
( transporte red enlace de datos fiacutesica)
Cuando los datos bajan de la capa sesioacuten la PDU de la capa de transporte exige el
agregado del encabezado de protocolo TCP La capa siguiente agrega el encabezado IP Al
bajar a la capa de Enlace el encabezado que se agrega depende de la implementacioacuten de
Ethernet que se esteacute utilizando Si la implementacioacuten es ETHERNET II se agrega solamente
un encabezado MAC si la implementacioacuten es IEEE 8023 8022 se agregan 2
encabezados LLC de la subcapa superior (Logical Link Control) y MAC (Media Access
Control) de la subcapa inferior para luego pasar a la capa Fiacutesica convertido en sentildeales
eleacutectricas
DESENCAPSULADO
El desencapsulado es realizado por la estacioacuten receptora Cuando es recibida una trama la
estacioacuten receptora es responsable de realizar las siguientes tareas
Reconocer la direccioacuten de destino y determinar si coincide con su propia direccioacuten
Realizar la verificacioacuten de errores
Remover la informacioacuten de control que fue antildeadida por la funcioacuten de encapsulado
de datos en la estacioacuten emisora
ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
La funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es realizada por la subcapa MAC
En la estacioacuten emisora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable de
determinar si el canal de comunicacioacuten se encuentra disponible Si el canal se encuentra
disponible puede iniciarse la transmisioacuten de datos
Adicionalote la funcioacuten de administracioacuten es responsable de determinar que accioacuten
deberaacute tomarse en caso de detectarse una colisioacuten y cuando intentaraacute retransmitir
En la estacioacuten receptora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable
de realizar las comprobaciones de validacioacuten en la trama antes de pasarla a la funcioacuten de
desencapsulado
CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
La funcioacuten de codificacioacutendecodificacioacuten es realizada en la capa fiacutesica Esta funcioacuten es
responsable de obtener la forma eleacutectrica u oacuteptica de los datos que se van a transmitir en
el medio
La codificacioacuten de datos es realizada por la estacioacuten emisora Esta es responsable de
traducir los bits a sus correspondientes sentildeales eleacutectricas u oacutepticas para ser trasladadas a
traveacutes del medio Adicionalmente esta funcioacuten es responsable de escuchar el medio y
notificar al la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio si el medio se encuentra libre
ocupado o se ha detectado una colisioacuten
veremos algunas teacutecnicas para codificar datos en sentildeales digitales Recordemos que una
sentildeal digital es una secuencia de niveles de tensioacuten discretos cada uno de ellos es un
elemento de la sentildeal Las teacutecnicas de codificacioacuten convierten cada bit de datos 0 o 1 en
elementos de sentildeal buscando ciertas ventajas o caracteriacutestica de la misma
iquestQueacute es lo que buscamos cuando queremos transmitir Pues de normal que la velocidad
de transmisioacuten sea elevada y que el nuacutemero de errores pequentildeo Pero tambieacuten que el
medio que utilicemos sea barato Por desgracia todo a la vez es imposible canales con
mayor ancho de banda aumentaraacuten la velocidad de transmisioacuten y si estaacuten bien
apantallados podraacuten transmitir a grandes distancias sin apenas ruido iexclpero eso es muy
caro iquestDe queacute manera puede ayudar la forma de la sentildeal
(Un poco maacutes de
vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten
soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos
lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas
Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama
transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos
La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la
traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits
TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con
un indicador de sentildeal de comienzo de la trama
El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito
de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de
transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el
direccionamiento
El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten
Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas
El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos
emisor y receptor
El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos
El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits
10101011
Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener
una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y
destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada
El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten
dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es
conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de
multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es
conocida como direccioacuten de difusioacuten
La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten
El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a
continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los
casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)
El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud
variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes
4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)
Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red
Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits
transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un
nuacutemero negativo y una potencia de 10
Se calcula con la siguiente formula
BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS
Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por
ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3
actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER
se consigue tiacutepicamente en 10^ -12
VALORES DE BER TIPICOS
Ethernet 10BASE-5 lt10^-8
Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10
Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11
Fiber Channel SONETSDHlt10^-12
GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8
CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7
5 TOPOLOGIAS
Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los
diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos
especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden
interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental
que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los
diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La
topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el
nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc
Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea
1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y
cableado (los medios) en la red
2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del
medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y
transmisioacuten de tokens (Token Ring)
3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones
La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia
todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para
utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento
en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten
de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a
cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la
red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host
y el proceso se vuelve a repetir
Topologiacutea de la Red Ethernet
La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo
de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se
conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos
forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal
La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el
cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de
cableado
TOPOLOGIA EN BUS
La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo
segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la
combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta
estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y
no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo
de estaciones de la red se fija en 1024
Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media
pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es
completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la
red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet
pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que
transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros
10-BASE-5
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto
Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados
transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo
agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del
cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la
estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la
interfaz se comunica con la computadora
Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que
acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una
tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el
transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso
llevar un microprocesador para controlar las transferencias
Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores
BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC
conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces
utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es
maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es
de 185 metros
10-BASE-2
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador
Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca
un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el
conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los
extremos si este se conecta directamente a un repetidor
TOPOLOGIA EN ESTRELLA
El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que
cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese
segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en
estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a
un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una
para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El
cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado
El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la
expansioacuten de la red
CONECTOR RJ-45
Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de
ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los
pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En
algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo
se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador
sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs
utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red
10-BASE-T
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico
Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas
10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios
Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia
entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-
BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con
un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red
Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se
puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la
conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos
casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores
5 Trama de red
En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de
datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos
especialmente en el Nivel de enlace de datos
Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten
chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de
datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel
de red
Formato de la trama de Ethernet
Trama DIX
Ethernet
Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS
8 bytes 6 bytes6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes
2 oacute 4
bytes
Trama IEEE
8023
Preaacutembul
oSOF Destino Origen
Longitu
dDatos Relleno FCS
7 bytes1
byte6 bytes
6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes4 bytes
Preaacutembulo
Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y
estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo
es
10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010
Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester
representan una forma de onda perioacutedica
SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama
Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s
consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes
significativo del campo de direccioacuten MAC de destino
Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor
debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF
Direccioacuten de destino
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se
enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast
o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar
si debe aceptar el paquete
Direccioacuten de origen
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se
enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la
direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos
Tipo
Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el
paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos
interpreta este campo
Datos
Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de
valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este
campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de
niveles superiores
FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)
Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de
Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el
receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la
trama
Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama
- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica
- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y
realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un
byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios
- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de
datos para obtener una suma
7 componentes de Ethernet
Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio
Ethernet a mano maacutes apropiado
Hay cuatro tipos principales de medios en uso
Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5
Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en
determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)
Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04
pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)
relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta
su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o
grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero
permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias
Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2
Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar
Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas
(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en
empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a
interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso
Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)
sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero
requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino
tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se
utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos
Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T
Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla
adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes
frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco
mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo
del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su
costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con
plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin
embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias
electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado
con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps
Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-
repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las
aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o
10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las
situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una
preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes
cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica
La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de
longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que
de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre
Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que
seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se
puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten
Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la
flexibilidad de la tecnologiacutea
Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de
paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation
Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE
liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha
vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan
Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el
disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene
aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una
resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir
la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas
Figura 1
El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura
1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes
electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras
que se comunican en la red
La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un
dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un
transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del
cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre
un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada
en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro
del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se
corte y se inserte una lsquoTrsquo
Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un
transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio
del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador
anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta
madre) y se conecta con el transceptor
Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra
fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las
sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite
la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute
en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato
digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el
transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente
llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la
potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la
operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o
recibiendo
Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las
intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema
operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta
instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la
transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido
finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple
dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede
contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria
de la computadora y el cable ether)
En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de
una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e
instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura
2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante
Figura 2
Capacidad de las redes Ethernet
El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden
transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una
computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red
no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar
datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico
total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y
pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace
posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa
que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por
ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o
muchas computadoras que generan cargas ligeras
La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE
8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo
suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles
Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El
propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red
sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una
longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo
el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama
La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se
encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que
es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser
transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por
un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se
encuentran en el campo da datos
La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de
direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023
permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite
solo direcciones de 6 Bytes
El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE
8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet
Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de
los cables utilizados
10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet
10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet
10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una
velocidad de 10 Mbps
100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica
multimodo (la F es por Fiber)
100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)
1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad
de 1 gigabite por segundo
1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S
es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)
1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L
es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)
Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado
Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del
nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran
aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de
legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces
de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor
adaptacioacuten y transicioacuten
Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos
Velocidad de transmisioacuten
- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea
Tipo de cable
- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea
Longitud maacutexima
- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones
repetidoras)
Topologiacutea
- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados
con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o
switches (estrella conmutada)
A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes
importantes
Tecnologiacuteas Ethernet
Tecnologiacutea
Velocidad de
transmisioacuten Tipo de cable
Distancia
maacutexima Topologiacutea
10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)
10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m
Estrella (Hub o
Switch)
10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o
Switch)
100BaseT4 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 3UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseTX 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 5UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m
No permite el uso de
hubs
1000BaseT 1000Mbps
4 pares trenzado
(categoriacutea 5e oacute
6UTP ) 100 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseSX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(multimodo) 550 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseLX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(monomodo) 5000 m
Estrella Full Duplex
(switch)
10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los
estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad
nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet
El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y
WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en
una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023
Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten
8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN
PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se
puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103
Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas
Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c
10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre
cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo
del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica
multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)
10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand
4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un
router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance
10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre
240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra
mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm
10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra
mono-modo (usando 1310nm)
10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre
fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido
interfaces enchufables de hasta 80-km
10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625
microm
10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado
para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera
SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-
ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas
distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)
Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado
principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin
embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par
trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada
para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-
duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex
Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes
Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802
10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten
comercial
La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las
especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para
Ethernet de 100 Mbps
Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes
apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios
productos en el mercado
Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones
1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de
sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la
transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado
100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como
veremos a continuacioacuten)
Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue
utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que
puede seguir usando los mismos cables de par trenzado
2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por
otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)
y que se denominoacute 100BaseVG
Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea
3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable
consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda
3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten
denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito
4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente
sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet
utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es
lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)
VELOCIDAD
En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea
circulan a la velocidad de 10 Mbps
Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades
superiores tanto de 20 como de 100 Mbps
Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes
de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios
usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-
Windows
De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que
actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
que luego fue XNS (Xerox Network System) antecesor a su vez de IPX (Netware de
Novell)
En vez de utilizar el cable coaxial de 75 W de las redes de televisioacuten por cable se optoacute
por emplear cable de 50 W que produciacutea menos reflexiones de la sentildeal a las cuales
Ethernet era muy sensible por transmitir la sentildeal en banda base (es decir sin
modulacioacuten) Las reflexiones se produciacutean en cada empalme del cable y en cada pincho
vampiro (transceiver) En la praacutectica el nuacutemero maacuteximo de pinchos vampiro y por
tanto el nuacutemero maacuteximo de estaciones en un segmento de cable coaxial veniacutea limitado
por la maacutexima intensidad de sentildeal reflejada tolerable
En 1975 Metcalfe y Boggs describieron Ethernet en un artiacuteculo que enviaron a
Communications of the ACM (Association for Computing Machinery) publicado en
1976 En eacutel ya describiacutean el uso de repetidores par aumentar el alcance de la red En
1977 Metcalfe Boggs y otros dos ingenieros de Xerox recibieron una patente por la
tecnologiacutea baacutesica de Ethernet y en 1978 Metcalfe y Boggs recibieron otra por el
repetidor En esta eacutepoca todo el sistema Ethernet era propietario de Xerox
Aunque no relacionado con Ethernet merece la pena mencionar que David Boggs
construyoacute en 1975 en el Xerox PARC el primer router y el primer servidor de nombres de
la Internet
1 Ethernet
Es el nombre de una tecnologiacutea de redes de computadoras de aacuterea local (LANs)
basada en tramas de datos El nombre viene del concepto fiacutesico de ether
Ethernet se refiere a las redes de aacuterea local y dispositivos que fue definida por el
Instituto para los Ingenieros Eleacutectricos y Electroacutenicos (IEEE) bajo el estaacutendar IEEE 8023
que define el protocolo CSMACD
Ethernet es la capa fiacutesica maacutes popular de la tecnologiacutea LAN usada actualmente y
fue desarrollada principalmente por las empresas XEROX Intel y Digital Equipment
Company (DIX)
Ethernet es popular porque permite un buen equilibrio entre velocidad costo y
facilidad de instalacioacuten Estos puntos fuertes combinados con la amplia aceptacioacuten en el
mercado y la habilidad de soportar virtualmente todos los protocolos de red populares
hacen a Ethernet la tecnologiacutea ideal para la red de la mayoriacutea de los usuarios de la
informaacutetica actual Esta se utiliza actualmente para aproximadamente 85 de las PC LAN-
conectadas y de los sitios de trabajo del mundo porque su protocolo tiene las
caracteriacutesticas siguientes
Es faacutecil de entender de poner en ejecucioacuten de manejar y de mantener
Permite las puestas en praacutectica baratas de la red
Proporciona la flexibilidad topoloacutegica extensa para la instalacioacuten de la red
Garantiza la interconexioacuten y la operacioacuten acertadas de productos estaacutendar-
obedientes sin importar fabricante
2 Codificacioacuten de Manchester Definicioacuten y caracteriacutesticas maacutes relevantes
La codificacioacuten Manchester tambieacuten denominada codificacioacuten bifase-L es un meacutetodo de
codificacioacuten eleacutectrica de una sentildeal binaria en el que en cada tiempo de bit hay una
transicioacuten entre dos niveles de sentildeal Es una codificacioacuten auto sincronizada ya que en
cada bit se puede obtener la sentildeal de reloj lo que hace posible una sincronizacioacuten precisa
del flujo de datos Una desventaja es que consume el doble de ancho de banda que una
transmisioacuten asiacutencrona
Ejemplo de codificacioacuten Manchester de acuerdo con las convenciones ethernet
Los coacutedigos Manchester tienen una transicioacuten en la mitad del periodo de cada bit Cuando
se tienen bits iguales y consecutivos se produce una transicioacuten al inicio del segundo bit la
cual no es tenida en cuenta por el receptor al momento de decodificar solo las
transiciones separadas uniformemente en el tiempo son las que son consideradas por el
receptor Hay algunas transiciones que no ocurren a mitad de bit Estas transiciones no
llevan informacioacuten uacutetil y solo se usan para colocar la sentildeal en el siguiente estado donde se
llevaraacute a cabo la siguiente transicioacuten Aunque esto permite a la sentildeal auto-sincronizarse
en realidad lo que hace es doblar el requerimiento de ancho de banda en comparacioacuten
con otros coacutedigos como por ejemplo los Coacutedigos NRZ
En la codificacioacuten Manchester cada periacuteodo de un bit se divide en dos intervalos iguales
Un bit binario de valor 1 se transmite con valor de tensioacuten alto en el primer intervalo y un
valor bajo en el segundo Un bit 0 se enviacutea al contrario es decir una tensioacuten baja seguida
de un nivel de tensioacuten alto
Este esquema asegura que todos los bits presentan una transicioacuten en la parte media
proporcionando asiacute un excelente sincronismo entre el receptor y el transmisor Una
desventaja de este tipo de transmisioacuten es que se necesita el doble del ancho de banda
para la misma informacioacuten que el meacutetodo convencional
La codificacioacuten diferencial Manchester es una variacioacuten puesto que en ella un bit de
valor 1 se indica por la ausencia de transicioacuten al inicio del intervalo mientras que un bit 0
se indica por la presencia de una transicioacuten en el inicio existiendo siempre una transicioacuten
en el centro del intervalo El esquema diferencial requiere un equipo maacutes sofisticado pero
ofrece una mayor inmunidad al ruido El Manchester Diferencial tiene como ventajas
adicionales las derivadas de la utilizacioacuten de una aproximacioacuten diferencial
Todas las teacutecnicas bifase fuerzan al menos una transicioacuten por cada bit pudiendo tener
hasta dos en ese mismos periodo Por tanto la maacutexima velocidad de modulacioacuten es el
doble que en los NRZ esto significa que el ancho de bandoa necesario es mayor No
obstante los esquemas bifase tienes varias ventajas
raquo Sincronizacioacuten debido a la transicioacuten que siempre ocurre durante el intervalo de
duracioacuten correspondiente a un bit el receptor puede sincronizarse usando dicha
transicioacuten Debido a esta caracteriacutestica los coacutedigos bifase se denominan auto-
sincronizados
raquo No tienen componente en continua
raquo Deteccioacuten de errores se pueden detectar errores si se detecta una ausencia de la
transicioacuten esperada en la mitad del intervalo Para que el ruido produjera un error no
detectado tendriacutea que intervenir la sentildeal antes y despueacutes de la transicioacuten
Los coacutedigos bifase se usan con frecuencia en los esquemas de transmisioacuten de datos
Unos de los maacutes conocidos es el coacutedigo Manchestes que se ha elegido como parte de la
especificacioacuten de la normalizacioacuten IEEE 8023 para la transmisioacuten en redes LAN con un bus
CSMACD usando cable coaxial en banda base o par trenzado El Manchester Diferencial
se ha elegido en la normalizacioacuten IEEE 8025 para redes LAN en anillo con paso de testigo
en las que se usan pares trenzados apantallados
8 Arquitectura de Ethernet
Los elementos de una red Ethernet son los nodos de red y el medio de interconexioacuten Los
nodos de red pueden clasificarse en dos grandes grupos Equipo Terminal de Datos (DTE) y
Equipo de Comunicacioacuten de Datos (DCE) Los DTE son dispositivos de red que generan o
que son el destino de los datos como las PCs las estaciones de trabajo los servidores de
archivos los servidores de impresioacuten todos son parte del grupo de las estaciones finales
Los DCE son los dispositivos de red intermediarios que reciben y retransmiten las tramas
dentro de la red pueden ser ruteadores conmutadores (switch) concentradores (hub)
repetidores o interfaces de comunicacioacuten ej un moacutedem o una tarjeta de interface
NIC o Tarjeta de Interfaz de Red|Adaptador - permite que una computadora acceda a
una red local Cada tarjeta tiene una uacutenica direccioacuten MAC que la identifica en la red
Una computadora conectada a una red se denomina nodo
Repetidor o repeater - aumenta el alcance de una conexioacuten fiacutesica recibiendo las
sentildeales y retransmitieacutendolas para evitar su degradacioacuten a traveacutes del medio de
transmisioacuten lograacutendose un alcance mayor Usualmente se usa para unir dos aacutereas
locales de igual tecnologiacutea y soacutelo tiene dos puertos Opera en la capa fiacutesica del modelo
OSI
Concentrador o hub - funciona como un repetidor pero permite la interconexioacuten de
muacuteltiples 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 ninguacuten proceso sobre las mismas Opera en la capa fiacutesica del modelo OSI
Puente o bridge - interconecta segmentos de red haciendo el cambio de frames
(tramas) entre las redes de acuerdo con una tabla de direcciones que le dice en queacute
segmento estaacute ubicada una direccioacuten MAC dada
Conexiones en un switch Ethernet
Conmutador o Switch - funciona como el bridge pero permite la interconexioacuten de
muacuteltiples segmentos de red funciona en velocidades maacutes raacutepidas y es maacutes sofisticado
Los switches pueden tener otras funcionalidades como redes virtuales y permiten su
configuracioacuten a traveacutes de la propia red Funciona baacutesicamente en la capa fiacutesica y sirve
como enlace de datos del modelo OSI Por esto son capaces de procesar informacioacuten
de las tramas su funcionalidad maacutes importante es en las tablas de direccioacuten Por ej
una computadora conectada al puerto 1 del conmutador enviacutea una trama a otra
computadora conectada al puerto 2 el switch recibe la trama y la transmite a todos
sus puertos excepto aquel por donde la recibioacute la computadora 2 recibiraacute el mensaje
y eventualmente lo responderaacute generando traacutefico en el sentido contrario ahora el
switch conoceraacute las direcciones MAC de las computadoras en el puerto 1 y 2 cuando
reciba otra trama con direccioacuten de destino de alguna de ellas soacutelo transmitiraacute la trama
a dicho puerto disminuyendo asiacute el traacutefico de la red y contribuyendo al buen
funcionamiento de la misma
Arquitectura (estructura loacutegica)
La arquitectura Ethernet puede definirse como una red de conmutacioacuten de paquetes de
acceso muacuteltiple (medio compartido) y difusioacuten amplia (Broadcast) que utiliza un medio
pasivo y sin ninguacuten control central Proporciona deteccioacuten de errores pero no
correccioacuten El acceso al medio (de transmisioacuten) estaacute gobernado desde las propias
estaciones mediante un esquema de arbitraje estadiacutestico
Los paquetes de datos transmitidos alcanzan a todas las estaciones (difusioacuten amplia)
siendo cada estacioacuten responsable de reconocer la direccioacuten contenida en cada paquete y
aceptar los que sean dirigidos a ella [3]
Ethernet realiza varias funciones que incluyen empaquetado y desempaquetado de los
datagramas manejo del enlace codificacioacuten y decodificacioacuten de datos y acceso al canal
El manejador del enlace es responsable de vigilar el mecanismo de colisiones escuchando
hasta que el medio de transmisioacuten estaacute libre antes de iniciar una transmisioacuten (solo un
usuario utiliza la transmisioacuten cada vez -Banda base-) El manejo de colisiones se realiza
deteniendo la transmisioacuten y esperando un cierto tiempo antes de intentarla de nuevo
Existe un mecanismo por el que se enviacutean paquetes a intervalos no estaacutendar lo que evita
que otras estaciones puedan comunicar Es lo que se denomina captura del canal
Funciones de la Arquitectura Ethernet
Encapsulacion de datos
Formacioacuten de la trama estableciendo la delimitacioacuten correspondiente
Direccionamiento del nodo fuente y destino
Deteccioacuten de errores en el canal de transmisioacuten
Manejo de Enlace
Asignacioacuten de canal
Resolucioacuten de contencioacuten manejando colisiones
Codificacioacuten de los Datos
Generacioacuten y extraccioacuten del preaacutembulo para fines de sincronizacioacuten
Codificacioacuten y decodificacioacuten de bits
Acceso al Canal
Transmisioacuten Recepcioacuten de los bits codificados
Sensibilidad de portadora indicando trafico sobre el canal
Deteccioacuten de colisiones indicando contencioacuten sobre el canal
Formato de Trama
En una red ethernet cada elemento del sistema tiene una direccioacuten uacutenica de 48
bits y la informacioacuten es transmitida serialmente en grupos de bits denominados
tramas Las tramas incluyen los datos a ser enviados la direccioacuten de la estacioacuten
que debe recibirlos y la direccioacuten de la estacioacuten que los transmite
Cada interface ethernet monitorea el medio de transmisioacuten antes de una
transmisioacuten para asegurar que no esteacute en uso y durante la transmisioacuten para
detectar cualquier interferencia
En caso de alguna interferencia durante la transmisioacuten las tramas son enviadas
nuevamente cuando el medio esteacute disponible Para recibir los datos cada estacioacuten
reconoce su propia direccioacuten y acepta las tramas con esa direccioacuten mientras ignora
las demaacutes
El tamantildeo de trama permitido sin incluir el preaacutembulo puede ser desde 64 a 1518
octetos Las tramas fuera de este rango son consideradas invalidas
Campos que Componen la Trama
El preaacutembulo Inicia o encabeza la trama con ocho octetos formando un patroacuten de 1010
que termina en 10101011 Este campo provee sincronizacioacuten y marca el limite de trama
Direccioacuten destino Sigue al preaacutembulo o identifica la estacioacuten destino que debe recibir la
trama mediante seis octetos que pueden definir una direccioacuten de nivel fiacutesico o muacuteltiples
direcciones lo cual es determinado mediante el bit de menos significacioacuten del primer byte
de este campo Para una direccioacuten de nivel fiacutesico este es puesto en 0 loacutegico y la misma es
uacutenica a traveacutes de toda la red ethernet Una direccioacuten muacuteltiple puede ser dirigida a un
grupo de estaciones o a todas las estaciones y tiene el bit de menos significacioacuten en 1
loacutegico Para direccionar todas las estaciones de la red todos los bits del campo de
direccioacuten destino se ponen en 1 lo cual ofrece la combinacioacuten FFFFFFFFFFFFH
Direccioacuten fuente Este campo sigue al anterior Compuesto tambieacuten por seis octetos que
identifican la estacioacuten que origina la trama
Los campos de direccioacuten son ademaacutes subdivididos Los primeros tres octetos son
asignados a un fabricante y los tres octetos siguientes son asignados por el fabricante La
tarjeta de red podriacutea venir defectuosa pero la direccioacuten del nodo debe permanecer
consistente El chip de memoria ROM que contiene la direccioacuten original puede ser
removido de una tarjeta vieja para ser insertado en una nueva tarjeta o la direccioacuten
puede ser puesta en un registro mediante el disco de diagnostico de la tarjeta de
interfaces de red (NIC) Cualquiera que sea el meacutetodo utilizado se deber ser cuidadoso
para evitar alteracioacuten alguna en la administracioacuten de la red
Tipo Este es un campo de dos octetos que siguen al campo de direccioacuten fuente y
especifican el protocolo de alto nivel utilizado en el campo de datos Algunos tipos serian
0800H para TCPIP y 0600H para XNS
Campo de dato Contiene los datos de informacioacuten y es el uacutenico que tiene una longitud de
bytes variable que puede oscilar de un miacutenimo de 46 bytes a un maacuteximo de 1500 El
contenido de ese campo es completamente arbitrario y es determinado por el protocolo
de alto nivel usado
Frame Check Secuence Este viene a ser el ultimo campo de la trama compuesto por 32
bits que son usados por la verificacioacuten de errores en la transmisioacuten mediante el meacutetodo
CRC considerando los campo de direccioacuten tipo y de dato
Caracteriacutesticas
La codificacioacuten Manchester provee una forma simple de codificar secuencias de
bits incluso cuando hay largas secuencias de periodos sin transiciones de nivel que
puedan significar la peacuterdida de sincronizacioacuten o incluso errores en las secuencias
de bits
Este tipo de codificacioacuten nos asegura que la componente continua de las sentildeales es
cero si se emplean valores positivos y negativos
La codificacioacuten Manchester es una forma de codificacioacuten altamente fiable
El requerimiento del ancho de banda para la codificacioacuten Manchester es el doble
comparado en las comunicaciones asiacutencronas y el espectro de la sentildeal es
considerablemente mas ancho
Definicioacuten
El estaacutendar IEEE 8023 especifica el meacutetodo de control del medio (MAC) denominado The
physical layer and the Data Link layer standardized by IEEE 8023 are intended to
correspond closely to the lowest layers of the ISO Model for Open Systems
Interconnection (see ) [3]CSMACD siglas que corresponden a Carrier Sense Multiple
Access with Collision Deteccioacuten (en espantildeol Meacutetodo de acceso Muacuteltiple por Deteccioacuten de
Portadora con Deteccioacuten de Colisiones) es una teacutecnica usada en redes Ethernet para
mejorar sus prestaciones Anteriormente a esta teacutecnica se usaron las de Aloha puro (El
protocolo ALOHA es un protocolo del nivel de enlace de datos para redes de aacuterea local con
topologiacutea de difusioacutenLa primera versioacuten del protocolo era baacutesica
Si tienes datos que enviar enviacutealos
Si el mensaje colisiona con otra transmisioacuten intenta reenviarlos maacutes tarde)
Tambien usaron el Aloha ranurado (con la uacutenica diferencia de que las estaciones soacutelo
pueden transmitir en unos determinados instantes de tiempo o slotspero ambas
presentaban muy bajas prestaciones Por eso aparecioacute en primer lugar la teacutecnica
CSMA (el escuchar el medio para saber si existe presencia de portadora en los
momentos en los que se ocupa el canal
El fin es evitar colisiones es decir que dos host hablen al mismo tiempo Por otro lado
define el procedimento que estos dos host deben seguir si llegasen a usar el mismo
medio de forma simultaacutenea)
CSMACD sucede cuando se utiliza un medio de acceso muacuteltiple y que la estacioacuten que
desea emitir previamente escucha el canal antes de emitir Lo cual es el protocolo de
sentildeal eleacutectrica
TIPOS DE PROTOCOLOS CON DETECCIOacuteN DE PORTADORA
En los mecanismos de acceso al medio con deteccioacuten de portadora como los CSMA
(Carrier Sense Multiple Access) el control de acceso al medio de transmisioacuten se distribuye
completamente entre todas las estaciones Una estacioacuten que quiere transmitir escucha la
liacutenea para detectar si otra estaacute transmitiendo Si el canal estaacute vaciacuteo la estacioacuten transmite
pero si estaacute ocupado debe esperar un cierto tiempo antes de intentarlo de nuevo Hay tres
algoritmos para determinar cuando se vuelve a intentar la transmisioacuten tras encontrar
ocupado el canal
CSMA 1-PERSISTENTE
CSMA NO PERSISTENTE
CSMA P-PERSISTENTE
CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN
CSMA 1-PERSISTENTE
El protocolo CSMA 1-persistente funciona de la siguiente forma cuando tiene que
transmitir un frame primero escucha el canal y si estaacute libre enviacutea el frame caso contrario
espera a que se libere y en ese momento lo enviacutea Se denomina CSMA 1-persistente
porque existe la probabilidad 1 es decir certeza de que el frame se transmitiraacute cuando el
canal esteacute libre En una situacioacuten real con alto traacutefico es muy posible que cuando un nodo
termine de transmitir existan varios esperando enviar sus datos y con CSMA 1-persistente
todos los frames seraacuten emitidos a la vez y colisionaraacuten pudieacutendose repetir el proceso
varias veces con la consiguiente degradacioacuten del rendimiento Una colisioacuten ocurriraacute
aunque no empiecen a transmitir exactamente a la vez basta simplemente con que dos
nodos empiecen a transmitir con una diferencia de tiempos menor que la distancia que los
separa ya que en tal caso ambos detectaraacuten el canal libre en el momento de iniciar la
transmisioacuten Se deduce entonces que en este tipo de redes el retardo de propagacioacuten de
la sentildeal puede tener un efecto importante en el rendimiento El rendimiento obtenido con
este protocolo puede llegar al 55 con un grado de ocupacioacuten del 100
CSMA NO PERSISTENTE
Antes de enviar se escucha el canal si el canal estaacute libre se transmite el frame Si estaacute
ocupado en vez de quedarse escuchando se espera un tiempo aleatorio que viene dado
por un algoritmo llamado de backoff despueacutes del cual se repite el proceso El protocolo
tiene una menor eficiencia que CSMA 1-persistente para traacuteficos moderados pues
introduce una mayor latencia sin embargo se comporta mejor en situaciones de traacutefico
intenso ya que evita las colisiones producidas por las estaciones que se encuentran a la
espera de que termine la transmisioacuten de un frame en un momento dado
CSMA P-PERSISTENTE
Utiliza intervalos de tiempo y funciona de la siguiente manera cuando el nodo tiene
algo que enviar primero escucha el canal si estaacute ocupado espera un tiempo aleatorio
Cuando el canal estaacute libre se selecciona un nuacutemero aleatorio con distribucioacuten uniforme
entre 0 y 1 si el nuacutemero es menor que p el frame es transmitido En caso contrario se
espera el siguiente slot de tiempo para transmitir y repite el algoritmo hasta que el frame
es transmitido o bien otro nodo utiliza en canal en cuyo caso se espera un tiempo
aleatorio y empieza de nuevo el proceso desde el principio La eficiencia del protocolo es
en general superior a la de CSMA 1-persistente y CSMA no persistente
CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN
Un problema con los protocolos anteriores es que una vez se ha empezado a transmitir
un frame se sigue transmitiendo auacuten cuando se detecte una colisioacuten Como es maacutes
eficiente dejar de transmitir y esperar un tiempo aleatorio para volver a hacerlo los
protocolos de acceso muacuteltiple por deteccioacuten de portadora con deteccioacuten de colisiones o
CSMACD implementan esta mejora
Estados de
una red CSMACD
En una red CSMACD la uacutenica circunstancia en la que puede producirse una colisioacuten es
cuando dos hosts empiezan a transmitir a la vez o con una diferencia de tiempo lo
bastante pequentildea como para que la sentildeal de uno no haya podido llegar al otro antes de
que eacuteste empiece a transmitir En palabras simples el nodo no alcanzoacute a escuchar que
otro nodo ya comenzoacute la transmisioacuten producto del retardo de propagacioacuten de la sentildeal
A este periodo de tiempo se le llama PERIODO DE CONTIENDA y corresponde a uno de
los tres posibles estados que tiene una red CSMACD los otros dos estados son los de
transmisioacuten y estado libre
Deteccioacuten de portadora
La deteccioacuten de portadora es utilizada para escuchar al medio (la portadora) para ver si se
encuentra libre Si la portadora se encuentra libre los datos son pasados a la capa fiacutesica
para su transmisioacuten Si la portadora estaacute ocupada se monitorea hasta que se libere
Deteccioacuten de colisiones
Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten
Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto
ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten
La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se
enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
Caracteriacutesticas de CSMACD
1 El primer paso a la hora de transmitir seraacute saber si el medio estaacute libre Para eso
escuchamos lo que dicen los demaacutes Si el medio esta tranquilo (ninguna otra estacioacuten esta
transmitiendo) se enviacutea la transmisioacuten
2 Cuando dos o maacutes estaciones tienen mensajes para enviar es posible que transmitan casi
en el mismo instante resultando en una colisioacuten en la red
3 Cuando se produce una colisioacuten todas las estaciones receptoras ignoran la transmisioacuten
confusa
4 Si un dispositivo de transmisioacuten detecta una colisioacuten enviacutea una sentildeal de expansioacuten para
notificar a todos los dispositivos conectados que ha ocurrido una colisioacutendenominada
jamming
5 Las estaciones transmisoras detienen sus transmisiones tan pronto como detectan la
colisioacuten
6 Despueacutes de una colisioacuten (Los host que intervienen en la colisioacuten invocan un algoritmo de
postergacioacuten que genera un tiempo aleatorio) las estaciones esperan un tiempo aleatorio
(tiempo de backoff) para volver a transmitir una trama
En el meacutetodo de acceso CSMACD los dispositivos de red que tienen datos para transmitir
funcionan en el modo escuchar antes de transmitir Esto significa que cuando un nodo
desea enviar datos primero debe determinar si los medios de red estaacuten ocupados o no
En redes inalaacutembricas resulta a veces complicado llevar a cabo el primer paso (escuchar al
medio para determinar si estaacute libre o no) Por este motivo surgen dos problemas que
pueden ser detectados
1 Problema del nodo oculto la estacioacuten cree que el medio estaacute libre cuando en
realidad no lo estaacute pues estaacute siendo utilizado por otro nodo al que la estacioacuten no
oye
2 Problema del nodo expuesto la estacioacuten cree que el medio estaacute ocupado
cuando en realidad lo estaacute ocupando otro nodo que no interfeririacutea en su
transmisioacuten a otro destino
Para resolver estos problemas la IEEE 80211 propone MACA (MultiAccess Collision
Avoidance ndash Evitacioacuten de Colisioacuten por Acceso Muacuteltiple)
CSMA CD Meacutetodo de acceso capacidades funcionales
El siguiente resumen muestra una referencia raacutepida de las
capacidades funcionales de CSMA CD sublayer MAC
En el marco de la transmisioacuten
aceptar los datos de la LLC sublayer y construir un marco
Presentar una serie de bits de datos a la capa fiacutesica para la
transmisioacuten en el medio
En el marco de la recepcioacuten
recibir una serie de bits de datos a partir de la capa fiacutesica
presentar a la LLC (enlace logico de control)sublayer marcos
aplazar el enviacuteo de un flujo de bits de serie cada vez que el
soporte fiacutesico estaacute ocupado
FCS adecuado antildeadir valor a los marcos de salida y verificar la
alineacioacuten completa octeto frontera
controles de los marcos de errores de transmisioacuten por medio
de FCS y verifica la alineacioacuten octeto frontera
retrasar la transmisioacuten de bits de marco para el intervalo
entre periacuteodo especificado
detener la transmisioacuten cuando se detecte colisioacuten
se garantiza la propagacioacuten en toda la red mediante el enviacuteo
de mensaje de atasco
descartar la transmisioacuten que se recibieron menos de una
longitud miacutenima
TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con
un indicador de sentildeal de comienzo de la trama
El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito
de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de
transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el
direccionamiento
El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten
Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas
El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos
emisor y receptor
El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos
Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener
una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y
destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada
El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten
dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es
conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de
multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es
Conocida como direccioacuten de difusioacuten
La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten
El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a
continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los
casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)
El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud
variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes
Un campo pad o campo de relleno es usado para asegurar que la trama alcance la
longitud miacutenima requerida Una trama debe contener miacutenimo un nuacutemero de bytes
para que las estaciones puedan detectar las colisiones con precisioacuten
Una secuencia de chequeo de trama es utilizada como mecanismo de control de
errores
Cuando el dispositivo emisor ensambla la trama realiza un caacutelculo en los bits de la
trama El algoritmo usado para realizar este caacutelculo siempre genera como salida un
valor de 4 bytes El dispositivo emisor almacena este valor en el campo de chequeo
de secuencia de la trama
Cuando el receptor recibe la trama realiza el mismo caacutelculo y compara el resultado
con el del campo de chequeo de secuencia de la trama Si los dos valores
coinciden la transmisioacuten se asume como correcta Si los dos valores son
diferentes el dispositivo de destino solicita una retransmisioacuten de la trama
ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
La funcioacuten de encapsulacioacuten y desencapsulacioacuten de datos es llevada a cabo por la subcapa
MAC Este proceso es responsable de las funciones de direccionamiento y del chequeo de
errores
ENCAPSULADO
El encapsulado es realizado por la estacioacuten emisora El encapsulado es el acto de agregar
informacioacuten direcciones y bytes para el control de errores al comienzo y al final de la
unidad de datos transmitidos Esto es realizado luego que los datos son recibidos por la
Subcapa de control de enlace loacutegico (LLC) La informacioacuten antildeadida es necesaria para
realizar las siguientes tareas
Sincronizar la estacioacuten receptora con la sentildeal
Indicar el comienzo y el fin de la trama
Identificar las direcciones tanto de la estacioacuten emisora como la receptora
Detectar errores en la transmisioacuten
Ejemplo ENCAPSULADO DE DATOS EN EL MODELO DE REFERENCIA OSI
Lo que sigue es una descripcioacuten del proceso de encapsulado de datos en una pila de
protocolo en nuestro caso TCPIP
Las capas del modelo osi se comunican entre siacute utilizando las PDU (protocol data unit) que
especifican que informacioacuten debe agregarse como encabezado o final de los datos que
ingresan a la capa Analizamos el paso de los datos por las 4 uacuteltimas capas del modelo
( transporte red enlace de datos fiacutesica)
Cuando los datos bajan de la capa sesioacuten la PDU de la capa de transporte exige el
agregado del encabezado de protocolo TCP La capa siguiente agrega el encabezado IP Al
bajar a la capa de Enlace el encabezado que se agrega depende de la implementacioacuten de
Ethernet que se esteacute utilizando Si la implementacioacuten es ETHERNET II se agrega solamente
un encabezado MAC si la implementacioacuten es IEEE 8023 8022 se agregan 2
encabezados LLC de la subcapa superior (Logical Link Control) y MAC (Media Access
Control) de la subcapa inferior para luego pasar a la capa Fiacutesica convertido en sentildeales
eleacutectricas
DESENCAPSULADO
El desencapsulado es realizado por la estacioacuten receptora Cuando es recibida una trama la
estacioacuten receptora es responsable de realizar las siguientes tareas
Reconocer la direccioacuten de destino y determinar si coincide con su propia direccioacuten
Realizar la verificacioacuten de errores
Remover la informacioacuten de control que fue antildeadida por la funcioacuten de encapsulado
de datos en la estacioacuten emisora
ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
La funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es realizada por la subcapa MAC
En la estacioacuten emisora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable de
determinar si el canal de comunicacioacuten se encuentra disponible Si el canal se encuentra
disponible puede iniciarse la transmisioacuten de datos
Adicionalote la funcioacuten de administracioacuten es responsable de determinar que accioacuten
deberaacute tomarse en caso de detectarse una colisioacuten y cuando intentaraacute retransmitir
En la estacioacuten receptora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable
de realizar las comprobaciones de validacioacuten en la trama antes de pasarla a la funcioacuten de
desencapsulado
CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
La funcioacuten de codificacioacutendecodificacioacuten es realizada en la capa fiacutesica Esta funcioacuten es
responsable de obtener la forma eleacutectrica u oacuteptica de los datos que se van a transmitir en
el medio
La codificacioacuten de datos es realizada por la estacioacuten emisora Esta es responsable de
traducir los bits a sus correspondientes sentildeales eleacutectricas u oacutepticas para ser trasladadas a
traveacutes del medio Adicionalmente esta funcioacuten es responsable de escuchar el medio y
notificar al la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio si el medio se encuentra libre
ocupado o se ha detectado una colisioacuten
veremos algunas teacutecnicas para codificar datos en sentildeales digitales Recordemos que una
sentildeal digital es una secuencia de niveles de tensioacuten discretos cada uno de ellos es un
elemento de la sentildeal Las teacutecnicas de codificacioacuten convierten cada bit de datos 0 o 1 en
elementos de sentildeal buscando ciertas ventajas o caracteriacutestica de la misma
iquestQueacute es lo que buscamos cuando queremos transmitir Pues de normal que la velocidad
de transmisioacuten sea elevada y que el nuacutemero de errores pequentildeo Pero tambieacuten que el
medio que utilicemos sea barato Por desgracia todo a la vez es imposible canales con
mayor ancho de banda aumentaraacuten la velocidad de transmisioacuten y si estaacuten bien
apantallados podraacuten transmitir a grandes distancias sin apenas ruido iexclpero eso es muy
caro iquestDe queacute manera puede ayudar la forma de la sentildeal
(Un poco maacutes de
vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten
soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos
lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas
Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama
transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos
La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la
traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits
TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con
un indicador de sentildeal de comienzo de la trama
El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito
de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de
transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el
direccionamiento
El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten
Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas
El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos
emisor y receptor
El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos
El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits
10101011
Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener
una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y
destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada
El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten
dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es
conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de
multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es
conocida como direccioacuten de difusioacuten
La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten
El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a
continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los
casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)
El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud
variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes
4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)
Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red
Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits
transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un
nuacutemero negativo y una potencia de 10
Se calcula con la siguiente formula
BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS
Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por
ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3
actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER
se consigue tiacutepicamente en 10^ -12
VALORES DE BER TIPICOS
Ethernet 10BASE-5 lt10^-8
Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10
Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11
Fiber Channel SONETSDHlt10^-12
GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8
CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7
5 TOPOLOGIAS
Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los
diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos
especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden
interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental
que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los
diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La
topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el
nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc
Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea
1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y
cableado (los medios) en la red
2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del
medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y
transmisioacuten de tokens (Token Ring)
3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones
La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia
todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para
utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento
en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten
de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a
cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la
red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host
y el proceso se vuelve a repetir
Topologiacutea de la Red Ethernet
La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo
de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se
conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos
forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal
La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el
cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de
cableado
TOPOLOGIA EN BUS
La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo
segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la
combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta
estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y
no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo
de estaciones de la red se fija en 1024
Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media
pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es
completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la
red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet
pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que
transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros
10-BASE-5
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto
Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados
transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo
agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del
cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la
estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la
interfaz se comunica con la computadora
Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que
acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una
tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el
transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso
llevar un microprocesador para controlar las transferencias
Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores
BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC
conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces
utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es
maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es
de 185 metros
10-BASE-2
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador
Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca
un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el
conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los
extremos si este se conecta directamente a un repetidor
TOPOLOGIA EN ESTRELLA
El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que
cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese
segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en
estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a
un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una
para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El
cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado
El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la
expansioacuten de la red
CONECTOR RJ-45
Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de
ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los
pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En
algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo
se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador
sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs
utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red
10-BASE-T
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico
Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas
10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios
Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia
entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-
BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con
un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red
Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se
puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la
conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos
casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores
5 Trama de red
En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de
datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos
especialmente en el Nivel de enlace de datos
Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten
chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de
datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel
de red
Formato de la trama de Ethernet
Trama DIX
Ethernet
Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS
8 bytes 6 bytes6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes
2 oacute 4
bytes
Trama IEEE
8023
Preaacutembul
oSOF Destino Origen
Longitu
dDatos Relleno FCS
7 bytes1
byte6 bytes
6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes4 bytes
Preaacutembulo
Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y
estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo
es
10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010
Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester
representan una forma de onda perioacutedica
SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama
Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s
consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes
significativo del campo de direccioacuten MAC de destino
Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor
debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF
Direccioacuten de destino
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se
enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast
o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar
si debe aceptar el paquete
Direccioacuten de origen
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se
enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la
direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos
Tipo
Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el
paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos
interpreta este campo
Datos
Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de
valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este
campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de
niveles superiores
FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)
Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de
Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el
receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la
trama
Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama
- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica
- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y
realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un
byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios
- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de
datos para obtener una suma
7 componentes de Ethernet
Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio
Ethernet a mano maacutes apropiado
Hay cuatro tipos principales de medios en uso
Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5
Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en
determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)
Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04
pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)
relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta
su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o
grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero
permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias
Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2
Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar
Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas
(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en
empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a
interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso
Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)
sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero
requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino
tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se
utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos
Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T
Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla
adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes
frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco
mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo
del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su
costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con
plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin
embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias
electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado
con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps
Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-
repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las
aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o
10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las
situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una
preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes
cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica
La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de
longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que
de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre
Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que
seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se
puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten
Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la
flexibilidad de la tecnologiacutea
Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de
paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation
Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE
liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha
vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan
Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el
disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene
aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una
resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir
la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas
Figura 1
El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura
1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes
electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras
que se comunican en la red
La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un
dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un
transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del
cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre
un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada
en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro
del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se
corte y se inserte una lsquoTrsquo
Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un
transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio
del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador
anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta
madre) y se conecta con el transceptor
Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra
fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las
sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite
la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute
en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato
digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el
transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente
llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la
potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la
operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o
recibiendo
Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las
intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema
operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta
instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la
transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido
finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple
dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede
contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria
de la computadora y el cable ether)
En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de
una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e
instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura
2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante
Figura 2
Capacidad de las redes Ethernet
El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden
transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una
computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red
no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar
datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico
total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y
pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace
posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa
que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por
ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o
muchas computadoras que generan cargas ligeras
La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE
8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo
suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles
Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El
propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red
sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una
longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo
el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama
La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se
encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que
es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser
transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por
un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se
encuentran en el campo da datos
La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de
direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023
permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite
solo direcciones de 6 Bytes
El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE
8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet
Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de
los cables utilizados
10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet
10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet
10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una
velocidad de 10 Mbps
100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica
multimodo (la F es por Fiber)
100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)
1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad
de 1 gigabite por segundo
1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S
es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)
1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L
es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)
Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado
Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del
nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran
aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de
legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces
de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor
adaptacioacuten y transicioacuten
Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos
Velocidad de transmisioacuten
- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea
Tipo de cable
- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea
Longitud maacutexima
- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones
repetidoras)
Topologiacutea
- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados
con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o
switches (estrella conmutada)
A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes
importantes
Tecnologiacuteas Ethernet
Tecnologiacutea
Velocidad de
transmisioacuten Tipo de cable
Distancia
maacutexima Topologiacutea
10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)
10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m
Estrella (Hub o
Switch)
10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o
Switch)
100BaseT4 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 3UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseTX 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 5UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m
No permite el uso de
hubs
1000BaseT 1000Mbps
4 pares trenzado
(categoriacutea 5e oacute
6UTP ) 100 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseSX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(multimodo) 550 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseLX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(monomodo) 5000 m
Estrella Full Duplex
(switch)
10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los
estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad
nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet
El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y
WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en
una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023
Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten
8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN
PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se
puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103
Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas
Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c
10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre
cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo
del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica
multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)
10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand
4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un
router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance
10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre
240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra
mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm
10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra
mono-modo (usando 1310nm)
10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre
fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido
interfaces enchufables de hasta 80-km
10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625
microm
10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado
para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera
SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-
ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas
distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)
Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado
principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin
embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par
trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada
para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-
duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex
Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes
Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802
10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten
comercial
La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las
especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para
Ethernet de 100 Mbps
Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes
apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios
productos en el mercado
Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones
1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de
sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la
transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado
100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como
veremos a continuacioacuten)
Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue
utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que
puede seguir usando los mismos cables de par trenzado
2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por
otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)
y que se denominoacute 100BaseVG
Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea
3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable
consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda
3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten
denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito
4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente
sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet
utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es
lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)
VELOCIDAD
En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea
circulan a la velocidad de 10 Mbps
Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades
superiores tanto de 20 como de 100 Mbps
Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes
de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios
usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-
Windows
De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que
actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
Ethernet es la capa fiacutesica maacutes popular de la tecnologiacutea LAN usada actualmente y
fue desarrollada principalmente por las empresas XEROX Intel y Digital Equipment
Company (DIX)
Ethernet es popular porque permite un buen equilibrio entre velocidad costo y
facilidad de instalacioacuten Estos puntos fuertes combinados con la amplia aceptacioacuten en el
mercado y la habilidad de soportar virtualmente todos los protocolos de red populares
hacen a Ethernet la tecnologiacutea ideal para la red de la mayoriacutea de los usuarios de la
informaacutetica actual Esta se utiliza actualmente para aproximadamente 85 de las PC LAN-
conectadas y de los sitios de trabajo del mundo porque su protocolo tiene las
caracteriacutesticas siguientes
Es faacutecil de entender de poner en ejecucioacuten de manejar y de mantener
Permite las puestas en praacutectica baratas de la red
Proporciona la flexibilidad topoloacutegica extensa para la instalacioacuten de la red
Garantiza la interconexioacuten y la operacioacuten acertadas de productos estaacutendar-
obedientes sin importar fabricante
2 Codificacioacuten de Manchester Definicioacuten y caracteriacutesticas maacutes relevantes
La codificacioacuten Manchester tambieacuten denominada codificacioacuten bifase-L es un meacutetodo de
codificacioacuten eleacutectrica de una sentildeal binaria en el que en cada tiempo de bit hay una
transicioacuten entre dos niveles de sentildeal Es una codificacioacuten auto sincronizada ya que en
cada bit se puede obtener la sentildeal de reloj lo que hace posible una sincronizacioacuten precisa
del flujo de datos Una desventaja es que consume el doble de ancho de banda que una
transmisioacuten asiacutencrona
Ejemplo de codificacioacuten Manchester de acuerdo con las convenciones ethernet
Los coacutedigos Manchester tienen una transicioacuten en la mitad del periodo de cada bit Cuando
se tienen bits iguales y consecutivos se produce una transicioacuten al inicio del segundo bit la
cual no es tenida en cuenta por el receptor al momento de decodificar solo las
transiciones separadas uniformemente en el tiempo son las que son consideradas por el
receptor Hay algunas transiciones que no ocurren a mitad de bit Estas transiciones no
llevan informacioacuten uacutetil y solo se usan para colocar la sentildeal en el siguiente estado donde se
llevaraacute a cabo la siguiente transicioacuten Aunque esto permite a la sentildeal auto-sincronizarse
en realidad lo que hace es doblar el requerimiento de ancho de banda en comparacioacuten
con otros coacutedigos como por ejemplo los Coacutedigos NRZ
En la codificacioacuten Manchester cada periacuteodo de un bit se divide en dos intervalos iguales
Un bit binario de valor 1 se transmite con valor de tensioacuten alto en el primer intervalo y un
valor bajo en el segundo Un bit 0 se enviacutea al contrario es decir una tensioacuten baja seguida
de un nivel de tensioacuten alto
Este esquema asegura que todos los bits presentan una transicioacuten en la parte media
proporcionando asiacute un excelente sincronismo entre el receptor y el transmisor Una
desventaja de este tipo de transmisioacuten es que se necesita el doble del ancho de banda
para la misma informacioacuten que el meacutetodo convencional
La codificacioacuten diferencial Manchester es una variacioacuten puesto que en ella un bit de
valor 1 se indica por la ausencia de transicioacuten al inicio del intervalo mientras que un bit 0
se indica por la presencia de una transicioacuten en el inicio existiendo siempre una transicioacuten
en el centro del intervalo El esquema diferencial requiere un equipo maacutes sofisticado pero
ofrece una mayor inmunidad al ruido El Manchester Diferencial tiene como ventajas
adicionales las derivadas de la utilizacioacuten de una aproximacioacuten diferencial
Todas las teacutecnicas bifase fuerzan al menos una transicioacuten por cada bit pudiendo tener
hasta dos en ese mismos periodo Por tanto la maacutexima velocidad de modulacioacuten es el
doble que en los NRZ esto significa que el ancho de bandoa necesario es mayor No
obstante los esquemas bifase tienes varias ventajas
raquo Sincronizacioacuten debido a la transicioacuten que siempre ocurre durante el intervalo de
duracioacuten correspondiente a un bit el receptor puede sincronizarse usando dicha
transicioacuten Debido a esta caracteriacutestica los coacutedigos bifase se denominan auto-
sincronizados
raquo No tienen componente en continua
raquo Deteccioacuten de errores se pueden detectar errores si se detecta una ausencia de la
transicioacuten esperada en la mitad del intervalo Para que el ruido produjera un error no
detectado tendriacutea que intervenir la sentildeal antes y despueacutes de la transicioacuten
Los coacutedigos bifase se usan con frecuencia en los esquemas de transmisioacuten de datos
Unos de los maacutes conocidos es el coacutedigo Manchestes que se ha elegido como parte de la
especificacioacuten de la normalizacioacuten IEEE 8023 para la transmisioacuten en redes LAN con un bus
CSMACD usando cable coaxial en banda base o par trenzado El Manchester Diferencial
se ha elegido en la normalizacioacuten IEEE 8025 para redes LAN en anillo con paso de testigo
en las que se usan pares trenzados apantallados
8 Arquitectura de Ethernet
Los elementos de una red Ethernet son los nodos de red y el medio de interconexioacuten Los
nodos de red pueden clasificarse en dos grandes grupos Equipo Terminal de Datos (DTE) y
Equipo de Comunicacioacuten de Datos (DCE) Los DTE son dispositivos de red que generan o
que son el destino de los datos como las PCs las estaciones de trabajo los servidores de
archivos los servidores de impresioacuten todos son parte del grupo de las estaciones finales
Los DCE son los dispositivos de red intermediarios que reciben y retransmiten las tramas
dentro de la red pueden ser ruteadores conmutadores (switch) concentradores (hub)
repetidores o interfaces de comunicacioacuten ej un moacutedem o una tarjeta de interface
NIC o Tarjeta de Interfaz de Red|Adaptador - permite que una computadora acceda a
una red local Cada tarjeta tiene una uacutenica direccioacuten MAC que la identifica en la red
Una computadora conectada a una red se denomina nodo
Repetidor o repeater - aumenta el alcance de una conexioacuten fiacutesica recibiendo las
sentildeales y retransmitieacutendolas para evitar su degradacioacuten a traveacutes del medio de
transmisioacuten lograacutendose un alcance mayor Usualmente se usa para unir dos aacutereas
locales de igual tecnologiacutea y soacutelo tiene dos puertos Opera en la capa fiacutesica del modelo
OSI
Concentrador o hub - funciona como un repetidor pero permite la interconexioacuten de
muacuteltiples 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 ninguacuten proceso sobre las mismas Opera en la capa fiacutesica del modelo OSI
Puente o bridge - interconecta segmentos de red haciendo el cambio de frames
(tramas) entre las redes de acuerdo con una tabla de direcciones que le dice en queacute
segmento estaacute ubicada una direccioacuten MAC dada
Conexiones en un switch Ethernet
Conmutador o Switch - funciona como el bridge pero permite la interconexioacuten de
muacuteltiples segmentos de red funciona en velocidades maacutes raacutepidas y es maacutes sofisticado
Los switches pueden tener otras funcionalidades como redes virtuales y permiten su
configuracioacuten a traveacutes de la propia red Funciona baacutesicamente en la capa fiacutesica y sirve
como enlace de datos del modelo OSI Por esto son capaces de procesar informacioacuten
de las tramas su funcionalidad maacutes importante es en las tablas de direccioacuten Por ej
una computadora conectada al puerto 1 del conmutador enviacutea una trama a otra
computadora conectada al puerto 2 el switch recibe la trama y la transmite a todos
sus puertos excepto aquel por donde la recibioacute la computadora 2 recibiraacute el mensaje
y eventualmente lo responderaacute generando traacutefico en el sentido contrario ahora el
switch conoceraacute las direcciones MAC de las computadoras en el puerto 1 y 2 cuando
reciba otra trama con direccioacuten de destino de alguna de ellas soacutelo transmitiraacute la trama
a dicho puerto disminuyendo asiacute el traacutefico de la red y contribuyendo al buen
funcionamiento de la misma
Arquitectura (estructura loacutegica)
La arquitectura Ethernet puede definirse como una red de conmutacioacuten de paquetes de
acceso muacuteltiple (medio compartido) y difusioacuten amplia (Broadcast) que utiliza un medio
pasivo y sin ninguacuten control central Proporciona deteccioacuten de errores pero no
correccioacuten El acceso al medio (de transmisioacuten) estaacute gobernado desde las propias
estaciones mediante un esquema de arbitraje estadiacutestico
Los paquetes de datos transmitidos alcanzan a todas las estaciones (difusioacuten amplia)
siendo cada estacioacuten responsable de reconocer la direccioacuten contenida en cada paquete y
aceptar los que sean dirigidos a ella [3]
Ethernet realiza varias funciones que incluyen empaquetado y desempaquetado de los
datagramas manejo del enlace codificacioacuten y decodificacioacuten de datos y acceso al canal
El manejador del enlace es responsable de vigilar el mecanismo de colisiones escuchando
hasta que el medio de transmisioacuten estaacute libre antes de iniciar una transmisioacuten (solo un
usuario utiliza la transmisioacuten cada vez -Banda base-) El manejo de colisiones se realiza
deteniendo la transmisioacuten y esperando un cierto tiempo antes de intentarla de nuevo
Existe un mecanismo por el que se enviacutean paquetes a intervalos no estaacutendar lo que evita
que otras estaciones puedan comunicar Es lo que se denomina captura del canal
Funciones de la Arquitectura Ethernet
Encapsulacion de datos
Formacioacuten de la trama estableciendo la delimitacioacuten correspondiente
Direccionamiento del nodo fuente y destino
Deteccioacuten de errores en el canal de transmisioacuten
Manejo de Enlace
Asignacioacuten de canal
Resolucioacuten de contencioacuten manejando colisiones
Codificacioacuten de los Datos
Generacioacuten y extraccioacuten del preaacutembulo para fines de sincronizacioacuten
Codificacioacuten y decodificacioacuten de bits
Acceso al Canal
Transmisioacuten Recepcioacuten de los bits codificados
Sensibilidad de portadora indicando trafico sobre el canal
Deteccioacuten de colisiones indicando contencioacuten sobre el canal
Formato de Trama
En una red ethernet cada elemento del sistema tiene una direccioacuten uacutenica de 48
bits y la informacioacuten es transmitida serialmente en grupos de bits denominados
tramas Las tramas incluyen los datos a ser enviados la direccioacuten de la estacioacuten
que debe recibirlos y la direccioacuten de la estacioacuten que los transmite
Cada interface ethernet monitorea el medio de transmisioacuten antes de una
transmisioacuten para asegurar que no esteacute en uso y durante la transmisioacuten para
detectar cualquier interferencia
En caso de alguna interferencia durante la transmisioacuten las tramas son enviadas
nuevamente cuando el medio esteacute disponible Para recibir los datos cada estacioacuten
reconoce su propia direccioacuten y acepta las tramas con esa direccioacuten mientras ignora
las demaacutes
El tamantildeo de trama permitido sin incluir el preaacutembulo puede ser desde 64 a 1518
octetos Las tramas fuera de este rango son consideradas invalidas
Campos que Componen la Trama
El preaacutembulo Inicia o encabeza la trama con ocho octetos formando un patroacuten de 1010
que termina en 10101011 Este campo provee sincronizacioacuten y marca el limite de trama
Direccioacuten destino Sigue al preaacutembulo o identifica la estacioacuten destino que debe recibir la
trama mediante seis octetos que pueden definir una direccioacuten de nivel fiacutesico o muacuteltiples
direcciones lo cual es determinado mediante el bit de menos significacioacuten del primer byte
de este campo Para una direccioacuten de nivel fiacutesico este es puesto en 0 loacutegico y la misma es
uacutenica a traveacutes de toda la red ethernet Una direccioacuten muacuteltiple puede ser dirigida a un
grupo de estaciones o a todas las estaciones y tiene el bit de menos significacioacuten en 1
loacutegico Para direccionar todas las estaciones de la red todos los bits del campo de
direccioacuten destino se ponen en 1 lo cual ofrece la combinacioacuten FFFFFFFFFFFFH
Direccioacuten fuente Este campo sigue al anterior Compuesto tambieacuten por seis octetos que
identifican la estacioacuten que origina la trama
Los campos de direccioacuten son ademaacutes subdivididos Los primeros tres octetos son
asignados a un fabricante y los tres octetos siguientes son asignados por el fabricante La
tarjeta de red podriacutea venir defectuosa pero la direccioacuten del nodo debe permanecer
consistente El chip de memoria ROM que contiene la direccioacuten original puede ser
removido de una tarjeta vieja para ser insertado en una nueva tarjeta o la direccioacuten
puede ser puesta en un registro mediante el disco de diagnostico de la tarjeta de
interfaces de red (NIC) Cualquiera que sea el meacutetodo utilizado se deber ser cuidadoso
para evitar alteracioacuten alguna en la administracioacuten de la red
Tipo Este es un campo de dos octetos que siguen al campo de direccioacuten fuente y
especifican el protocolo de alto nivel utilizado en el campo de datos Algunos tipos serian
0800H para TCPIP y 0600H para XNS
Campo de dato Contiene los datos de informacioacuten y es el uacutenico que tiene una longitud de
bytes variable que puede oscilar de un miacutenimo de 46 bytes a un maacuteximo de 1500 El
contenido de ese campo es completamente arbitrario y es determinado por el protocolo
de alto nivel usado
Frame Check Secuence Este viene a ser el ultimo campo de la trama compuesto por 32
bits que son usados por la verificacioacuten de errores en la transmisioacuten mediante el meacutetodo
CRC considerando los campo de direccioacuten tipo y de dato
Caracteriacutesticas
La codificacioacuten Manchester provee una forma simple de codificar secuencias de
bits incluso cuando hay largas secuencias de periodos sin transiciones de nivel que
puedan significar la peacuterdida de sincronizacioacuten o incluso errores en las secuencias
de bits
Este tipo de codificacioacuten nos asegura que la componente continua de las sentildeales es
cero si se emplean valores positivos y negativos
La codificacioacuten Manchester es una forma de codificacioacuten altamente fiable
El requerimiento del ancho de banda para la codificacioacuten Manchester es el doble
comparado en las comunicaciones asiacutencronas y el espectro de la sentildeal es
considerablemente mas ancho
Definicioacuten
El estaacutendar IEEE 8023 especifica el meacutetodo de control del medio (MAC) denominado The
physical layer and the Data Link layer standardized by IEEE 8023 are intended to
correspond closely to the lowest layers of the ISO Model for Open Systems
Interconnection (see ) [3]CSMACD siglas que corresponden a Carrier Sense Multiple
Access with Collision Deteccioacuten (en espantildeol Meacutetodo de acceso Muacuteltiple por Deteccioacuten de
Portadora con Deteccioacuten de Colisiones) es una teacutecnica usada en redes Ethernet para
mejorar sus prestaciones Anteriormente a esta teacutecnica se usaron las de Aloha puro (El
protocolo ALOHA es un protocolo del nivel de enlace de datos para redes de aacuterea local con
topologiacutea de difusioacutenLa primera versioacuten del protocolo era baacutesica
Si tienes datos que enviar enviacutealos
Si el mensaje colisiona con otra transmisioacuten intenta reenviarlos maacutes tarde)
Tambien usaron el Aloha ranurado (con la uacutenica diferencia de que las estaciones soacutelo
pueden transmitir en unos determinados instantes de tiempo o slotspero ambas
presentaban muy bajas prestaciones Por eso aparecioacute en primer lugar la teacutecnica
CSMA (el escuchar el medio para saber si existe presencia de portadora en los
momentos en los que se ocupa el canal
El fin es evitar colisiones es decir que dos host hablen al mismo tiempo Por otro lado
define el procedimento que estos dos host deben seguir si llegasen a usar el mismo
medio de forma simultaacutenea)
CSMACD sucede cuando se utiliza un medio de acceso muacuteltiple y que la estacioacuten que
desea emitir previamente escucha el canal antes de emitir Lo cual es el protocolo de
sentildeal eleacutectrica
TIPOS DE PROTOCOLOS CON DETECCIOacuteN DE PORTADORA
En los mecanismos de acceso al medio con deteccioacuten de portadora como los CSMA
(Carrier Sense Multiple Access) el control de acceso al medio de transmisioacuten se distribuye
completamente entre todas las estaciones Una estacioacuten que quiere transmitir escucha la
liacutenea para detectar si otra estaacute transmitiendo Si el canal estaacute vaciacuteo la estacioacuten transmite
pero si estaacute ocupado debe esperar un cierto tiempo antes de intentarlo de nuevo Hay tres
algoritmos para determinar cuando se vuelve a intentar la transmisioacuten tras encontrar
ocupado el canal
CSMA 1-PERSISTENTE
CSMA NO PERSISTENTE
CSMA P-PERSISTENTE
CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN
CSMA 1-PERSISTENTE
El protocolo CSMA 1-persistente funciona de la siguiente forma cuando tiene que
transmitir un frame primero escucha el canal y si estaacute libre enviacutea el frame caso contrario
espera a que se libere y en ese momento lo enviacutea Se denomina CSMA 1-persistente
porque existe la probabilidad 1 es decir certeza de que el frame se transmitiraacute cuando el
canal esteacute libre En una situacioacuten real con alto traacutefico es muy posible que cuando un nodo
termine de transmitir existan varios esperando enviar sus datos y con CSMA 1-persistente
todos los frames seraacuten emitidos a la vez y colisionaraacuten pudieacutendose repetir el proceso
varias veces con la consiguiente degradacioacuten del rendimiento Una colisioacuten ocurriraacute
aunque no empiecen a transmitir exactamente a la vez basta simplemente con que dos
nodos empiecen a transmitir con una diferencia de tiempos menor que la distancia que los
separa ya que en tal caso ambos detectaraacuten el canal libre en el momento de iniciar la
transmisioacuten Se deduce entonces que en este tipo de redes el retardo de propagacioacuten de
la sentildeal puede tener un efecto importante en el rendimiento El rendimiento obtenido con
este protocolo puede llegar al 55 con un grado de ocupacioacuten del 100
CSMA NO PERSISTENTE
Antes de enviar se escucha el canal si el canal estaacute libre se transmite el frame Si estaacute
ocupado en vez de quedarse escuchando se espera un tiempo aleatorio que viene dado
por un algoritmo llamado de backoff despueacutes del cual se repite el proceso El protocolo
tiene una menor eficiencia que CSMA 1-persistente para traacuteficos moderados pues
introduce una mayor latencia sin embargo se comporta mejor en situaciones de traacutefico
intenso ya que evita las colisiones producidas por las estaciones que se encuentran a la
espera de que termine la transmisioacuten de un frame en un momento dado
CSMA P-PERSISTENTE
Utiliza intervalos de tiempo y funciona de la siguiente manera cuando el nodo tiene
algo que enviar primero escucha el canal si estaacute ocupado espera un tiempo aleatorio
Cuando el canal estaacute libre se selecciona un nuacutemero aleatorio con distribucioacuten uniforme
entre 0 y 1 si el nuacutemero es menor que p el frame es transmitido En caso contrario se
espera el siguiente slot de tiempo para transmitir y repite el algoritmo hasta que el frame
es transmitido o bien otro nodo utiliza en canal en cuyo caso se espera un tiempo
aleatorio y empieza de nuevo el proceso desde el principio La eficiencia del protocolo es
en general superior a la de CSMA 1-persistente y CSMA no persistente
CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN
Un problema con los protocolos anteriores es que una vez se ha empezado a transmitir
un frame se sigue transmitiendo auacuten cuando se detecte una colisioacuten Como es maacutes
eficiente dejar de transmitir y esperar un tiempo aleatorio para volver a hacerlo los
protocolos de acceso muacuteltiple por deteccioacuten de portadora con deteccioacuten de colisiones o
CSMACD implementan esta mejora
Estados de
una red CSMACD
En una red CSMACD la uacutenica circunstancia en la que puede producirse una colisioacuten es
cuando dos hosts empiezan a transmitir a la vez o con una diferencia de tiempo lo
bastante pequentildea como para que la sentildeal de uno no haya podido llegar al otro antes de
que eacuteste empiece a transmitir En palabras simples el nodo no alcanzoacute a escuchar que
otro nodo ya comenzoacute la transmisioacuten producto del retardo de propagacioacuten de la sentildeal
A este periodo de tiempo se le llama PERIODO DE CONTIENDA y corresponde a uno de
los tres posibles estados que tiene una red CSMACD los otros dos estados son los de
transmisioacuten y estado libre
Deteccioacuten de portadora
La deteccioacuten de portadora es utilizada para escuchar al medio (la portadora) para ver si se
encuentra libre Si la portadora se encuentra libre los datos son pasados a la capa fiacutesica
para su transmisioacuten Si la portadora estaacute ocupada se monitorea hasta que se libere
Deteccioacuten de colisiones
Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten
Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto
ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten
La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se
enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
Caracteriacutesticas de CSMACD
1 El primer paso a la hora de transmitir seraacute saber si el medio estaacute libre Para eso
escuchamos lo que dicen los demaacutes Si el medio esta tranquilo (ninguna otra estacioacuten esta
transmitiendo) se enviacutea la transmisioacuten
2 Cuando dos o maacutes estaciones tienen mensajes para enviar es posible que transmitan casi
en el mismo instante resultando en una colisioacuten en la red
3 Cuando se produce una colisioacuten todas las estaciones receptoras ignoran la transmisioacuten
confusa
4 Si un dispositivo de transmisioacuten detecta una colisioacuten enviacutea una sentildeal de expansioacuten para
notificar a todos los dispositivos conectados que ha ocurrido una colisioacutendenominada
jamming
5 Las estaciones transmisoras detienen sus transmisiones tan pronto como detectan la
colisioacuten
6 Despueacutes de una colisioacuten (Los host que intervienen en la colisioacuten invocan un algoritmo de
postergacioacuten que genera un tiempo aleatorio) las estaciones esperan un tiempo aleatorio
(tiempo de backoff) para volver a transmitir una trama
En el meacutetodo de acceso CSMACD los dispositivos de red que tienen datos para transmitir
funcionan en el modo escuchar antes de transmitir Esto significa que cuando un nodo
desea enviar datos primero debe determinar si los medios de red estaacuten ocupados o no
En redes inalaacutembricas resulta a veces complicado llevar a cabo el primer paso (escuchar al
medio para determinar si estaacute libre o no) Por este motivo surgen dos problemas que
pueden ser detectados
1 Problema del nodo oculto la estacioacuten cree que el medio estaacute libre cuando en
realidad no lo estaacute pues estaacute siendo utilizado por otro nodo al que la estacioacuten no
oye
2 Problema del nodo expuesto la estacioacuten cree que el medio estaacute ocupado
cuando en realidad lo estaacute ocupando otro nodo que no interfeririacutea en su
transmisioacuten a otro destino
Para resolver estos problemas la IEEE 80211 propone MACA (MultiAccess Collision
Avoidance ndash Evitacioacuten de Colisioacuten por Acceso Muacuteltiple)
CSMA CD Meacutetodo de acceso capacidades funcionales
El siguiente resumen muestra una referencia raacutepida de las
capacidades funcionales de CSMA CD sublayer MAC
En el marco de la transmisioacuten
aceptar los datos de la LLC sublayer y construir un marco
Presentar una serie de bits de datos a la capa fiacutesica para la
transmisioacuten en el medio
En el marco de la recepcioacuten
recibir una serie de bits de datos a partir de la capa fiacutesica
presentar a la LLC (enlace logico de control)sublayer marcos
aplazar el enviacuteo de un flujo de bits de serie cada vez que el
soporte fiacutesico estaacute ocupado
FCS adecuado antildeadir valor a los marcos de salida y verificar la
alineacioacuten completa octeto frontera
controles de los marcos de errores de transmisioacuten por medio
de FCS y verifica la alineacioacuten octeto frontera
retrasar la transmisioacuten de bits de marco para el intervalo
entre periacuteodo especificado
detener la transmisioacuten cuando se detecte colisioacuten
se garantiza la propagacioacuten en toda la red mediante el enviacuteo
de mensaje de atasco
descartar la transmisioacuten que se recibieron menos de una
longitud miacutenima
TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con
un indicador de sentildeal de comienzo de la trama
El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito
de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de
transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el
direccionamiento
El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten
Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas
El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos
emisor y receptor
El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos
Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener
una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y
destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada
El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten
dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es
conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de
multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es
Conocida como direccioacuten de difusioacuten
La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten
El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a
continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los
casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)
El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud
variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes
Un campo pad o campo de relleno es usado para asegurar que la trama alcance la
longitud miacutenima requerida Una trama debe contener miacutenimo un nuacutemero de bytes
para que las estaciones puedan detectar las colisiones con precisioacuten
Una secuencia de chequeo de trama es utilizada como mecanismo de control de
errores
Cuando el dispositivo emisor ensambla la trama realiza un caacutelculo en los bits de la
trama El algoritmo usado para realizar este caacutelculo siempre genera como salida un
valor de 4 bytes El dispositivo emisor almacena este valor en el campo de chequeo
de secuencia de la trama
Cuando el receptor recibe la trama realiza el mismo caacutelculo y compara el resultado
con el del campo de chequeo de secuencia de la trama Si los dos valores
coinciden la transmisioacuten se asume como correcta Si los dos valores son
diferentes el dispositivo de destino solicita una retransmisioacuten de la trama
ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
La funcioacuten de encapsulacioacuten y desencapsulacioacuten de datos es llevada a cabo por la subcapa
MAC Este proceso es responsable de las funciones de direccionamiento y del chequeo de
errores
ENCAPSULADO
El encapsulado es realizado por la estacioacuten emisora El encapsulado es el acto de agregar
informacioacuten direcciones y bytes para el control de errores al comienzo y al final de la
unidad de datos transmitidos Esto es realizado luego que los datos son recibidos por la
Subcapa de control de enlace loacutegico (LLC) La informacioacuten antildeadida es necesaria para
realizar las siguientes tareas
Sincronizar la estacioacuten receptora con la sentildeal
Indicar el comienzo y el fin de la trama
Identificar las direcciones tanto de la estacioacuten emisora como la receptora
Detectar errores en la transmisioacuten
Ejemplo ENCAPSULADO DE DATOS EN EL MODELO DE REFERENCIA OSI
Lo que sigue es una descripcioacuten del proceso de encapsulado de datos en una pila de
protocolo en nuestro caso TCPIP
Las capas del modelo osi se comunican entre siacute utilizando las PDU (protocol data unit) que
especifican que informacioacuten debe agregarse como encabezado o final de los datos que
ingresan a la capa Analizamos el paso de los datos por las 4 uacuteltimas capas del modelo
( transporte red enlace de datos fiacutesica)
Cuando los datos bajan de la capa sesioacuten la PDU de la capa de transporte exige el
agregado del encabezado de protocolo TCP La capa siguiente agrega el encabezado IP Al
bajar a la capa de Enlace el encabezado que se agrega depende de la implementacioacuten de
Ethernet que se esteacute utilizando Si la implementacioacuten es ETHERNET II se agrega solamente
un encabezado MAC si la implementacioacuten es IEEE 8023 8022 se agregan 2
encabezados LLC de la subcapa superior (Logical Link Control) y MAC (Media Access
Control) de la subcapa inferior para luego pasar a la capa Fiacutesica convertido en sentildeales
eleacutectricas
DESENCAPSULADO
El desencapsulado es realizado por la estacioacuten receptora Cuando es recibida una trama la
estacioacuten receptora es responsable de realizar las siguientes tareas
Reconocer la direccioacuten de destino y determinar si coincide con su propia direccioacuten
Realizar la verificacioacuten de errores
Remover la informacioacuten de control que fue antildeadida por la funcioacuten de encapsulado
de datos en la estacioacuten emisora
ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
La funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es realizada por la subcapa MAC
En la estacioacuten emisora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable de
determinar si el canal de comunicacioacuten se encuentra disponible Si el canal se encuentra
disponible puede iniciarse la transmisioacuten de datos
Adicionalote la funcioacuten de administracioacuten es responsable de determinar que accioacuten
deberaacute tomarse en caso de detectarse una colisioacuten y cuando intentaraacute retransmitir
En la estacioacuten receptora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable
de realizar las comprobaciones de validacioacuten en la trama antes de pasarla a la funcioacuten de
desencapsulado
CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
La funcioacuten de codificacioacutendecodificacioacuten es realizada en la capa fiacutesica Esta funcioacuten es
responsable de obtener la forma eleacutectrica u oacuteptica de los datos que se van a transmitir en
el medio
La codificacioacuten de datos es realizada por la estacioacuten emisora Esta es responsable de
traducir los bits a sus correspondientes sentildeales eleacutectricas u oacutepticas para ser trasladadas a
traveacutes del medio Adicionalmente esta funcioacuten es responsable de escuchar el medio y
notificar al la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio si el medio se encuentra libre
ocupado o se ha detectado una colisioacuten
veremos algunas teacutecnicas para codificar datos en sentildeales digitales Recordemos que una
sentildeal digital es una secuencia de niveles de tensioacuten discretos cada uno de ellos es un
elemento de la sentildeal Las teacutecnicas de codificacioacuten convierten cada bit de datos 0 o 1 en
elementos de sentildeal buscando ciertas ventajas o caracteriacutestica de la misma
iquestQueacute es lo que buscamos cuando queremos transmitir Pues de normal que la velocidad
de transmisioacuten sea elevada y que el nuacutemero de errores pequentildeo Pero tambieacuten que el
medio que utilicemos sea barato Por desgracia todo a la vez es imposible canales con
mayor ancho de banda aumentaraacuten la velocidad de transmisioacuten y si estaacuten bien
apantallados podraacuten transmitir a grandes distancias sin apenas ruido iexclpero eso es muy
caro iquestDe queacute manera puede ayudar la forma de la sentildeal
(Un poco maacutes de
vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten
soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos
lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas
Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama
transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos
La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la
traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits
TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con
un indicador de sentildeal de comienzo de la trama
El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito
de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de
transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el
direccionamiento
El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten
Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas
El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos
emisor y receptor
El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos
El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits
10101011
Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener
una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y
destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada
El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten
dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es
conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de
multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es
conocida como direccioacuten de difusioacuten
La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten
El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a
continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los
casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)
El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud
variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes
4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)
Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red
Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits
transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un
nuacutemero negativo y una potencia de 10
Se calcula con la siguiente formula
BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS
Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por
ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3
actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER
se consigue tiacutepicamente en 10^ -12
VALORES DE BER TIPICOS
Ethernet 10BASE-5 lt10^-8
Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10
Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11
Fiber Channel SONETSDHlt10^-12
GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8
CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7
5 TOPOLOGIAS
Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los
diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos
especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden
interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental
que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los
diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La
topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el
nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc
Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea
1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y
cableado (los medios) en la red
2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del
medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y
transmisioacuten de tokens (Token Ring)
3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones
La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia
todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para
utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento
en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten
de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a
cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la
red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host
y el proceso se vuelve a repetir
Topologiacutea de la Red Ethernet
La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo
de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se
conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos
forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal
La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el
cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de
cableado
TOPOLOGIA EN BUS
La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo
segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la
combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta
estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y
no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo
de estaciones de la red se fija en 1024
Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media
pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es
completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la
red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet
pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que
transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros
10-BASE-5
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto
Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados
transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo
agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del
cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la
estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la
interfaz se comunica con la computadora
Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que
acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una
tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el
transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso
llevar un microprocesador para controlar las transferencias
Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores
BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC
conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces
utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es
maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es
de 185 metros
10-BASE-2
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador
Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca
un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el
conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los
extremos si este se conecta directamente a un repetidor
TOPOLOGIA EN ESTRELLA
El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que
cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese
segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en
estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a
un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una
para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El
cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado
El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la
expansioacuten de la red
CONECTOR RJ-45
Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de
ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los
pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En
algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo
se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador
sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs
utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red
10-BASE-T
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico
Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas
10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios
Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia
entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-
BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con
un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red
Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se
puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la
conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos
casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores
5 Trama de red
En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de
datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos
especialmente en el Nivel de enlace de datos
Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten
chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de
datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel
de red
Formato de la trama de Ethernet
Trama DIX
Ethernet
Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS
8 bytes 6 bytes6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes
2 oacute 4
bytes
Trama IEEE
8023
Preaacutembul
oSOF Destino Origen
Longitu
dDatos Relleno FCS
7 bytes1
byte6 bytes
6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes4 bytes
Preaacutembulo
Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y
estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo
es
10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010
Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester
representan una forma de onda perioacutedica
SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama
Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s
consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes
significativo del campo de direccioacuten MAC de destino
Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor
debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF
Direccioacuten de destino
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se
enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast
o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar
si debe aceptar el paquete
Direccioacuten de origen
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se
enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la
direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos
Tipo
Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el
paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos
interpreta este campo
Datos
Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de
valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este
campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de
niveles superiores
FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)
Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de
Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el
receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la
trama
Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama
- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica
- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y
realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un
byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios
- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de
datos para obtener una suma
7 componentes de Ethernet
Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio
Ethernet a mano maacutes apropiado
Hay cuatro tipos principales de medios en uso
Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5
Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en
determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)
Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04
pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)
relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta
su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o
grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero
permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias
Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2
Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar
Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas
(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en
empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a
interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso
Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)
sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero
requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino
tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se
utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos
Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T
Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla
adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes
frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco
mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo
del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su
costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con
plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin
embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias
electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado
con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps
Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-
repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las
aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o
10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las
situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una
preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes
cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica
La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de
longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que
de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre
Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que
seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se
puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten
Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la
flexibilidad de la tecnologiacutea
Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de
paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation
Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE
liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha
vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan
Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el
disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene
aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una
resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir
la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas
Figura 1
El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura
1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes
electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras
que se comunican en la red
La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un
dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un
transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del
cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre
un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada
en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro
del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se
corte y se inserte una lsquoTrsquo
Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un
transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio
del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador
anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta
madre) y se conecta con el transceptor
Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra
fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las
sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite
la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute
en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato
digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el
transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente
llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la
potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la
operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o
recibiendo
Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las
intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema
operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta
instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la
transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido
finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple
dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede
contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria
de la computadora y el cable ether)
En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de
una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e
instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura
2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante
Figura 2
Capacidad de las redes Ethernet
El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden
transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una
computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red
no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar
datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico
total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y
pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace
posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa
que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por
ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o
muchas computadoras que generan cargas ligeras
La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE
8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo
suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles
Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El
propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red
sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una
longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo
el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama
La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se
encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que
es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser
transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por
un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se
encuentran en el campo da datos
La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de
direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023
permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite
solo direcciones de 6 Bytes
El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE
8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet
Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de
los cables utilizados
10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet
10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet
10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una
velocidad de 10 Mbps
100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica
multimodo (la F es por Fiber)
100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)
1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad
de 1 gigabite por segundo
1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S
es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)
1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L
es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)
Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado
Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del
nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran
aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de
legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces
de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor
adaptacioacuten y transicioacuten
Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos
Velocidad de transmisioacuten
- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea
Tipo de cable
- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea
Longitud maacutexima
- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones
repetidoras)
Topologiacutea
- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados
con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o
switches (estrella conmutada)
A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes
importantes
Tecnologiacuteas Ethernet
Tecnologiacutea
Velocidad de
transmisioacuten Tipo de cable
Distancia
maacutexima Topologiacutea
10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)
10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m
Estrella (Hub o
Switch)
10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o
Switch)
100BaseT4 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 3UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseTX 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 5UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m
No permite el uso de
hubs
1000BaseT 1000Mbps
4 pares trenzado
(categoriacutea 5e oacute
6UTP ) 100 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseSX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(multimodo) 550 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseLX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(monomodo) 5000 m
Estrella Full Duplex
(switch)
10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los
estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad
nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet
El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y
WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en
una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023
Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten
8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN
PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se
puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103
Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas
Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c
10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre
cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo
del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica
multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)
10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand
4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un
router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance
10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre
240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra
mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm
10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra
mono-modo (usando 1310nm)
10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre
fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido
interfaces enchufables de hasta 80-km
10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625
microm
10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado
para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera
SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-
ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas
distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)
Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado
principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin
embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par
trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada
para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-
duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex
Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes
Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802
10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten
comercial
La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las
especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para
Ethernet de 100 Mbps
Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes
apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios
productos en el mercado
Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones
1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de
sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la
transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado
100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como
veremos a continuacioacuten)
Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue
utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que
puede seguir usando los mismos cables de par trenzado
2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por
otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)
y que se denominoacute 100BaseVG
Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea
3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable
consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda
3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten
denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito
4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente
sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet
utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es
lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)
VELOCIDAD
En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea
circulan a la velocidad de 10 Mbps
Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades
superiores tanto de 20 como de 100 Mbps
Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes
de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios
usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-
Windows
De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que
actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
Los coacutedigos Manchester tienen una transicioacuten en la mitad del periodo de cada bit Cuando
se tienen bits iguales y consecutivos se produce una transicioacuten al inicio del segundo bit la
cual no es tenida en cuenta por el receptor al momento de decodificar solo las
transiciones separadas uniformemente en el tiempo son las que son consideradas por el
receptor Hay algunas transiciones que no ocurren a mitad de bit Estas transiciones no
llevan informacioacuten uacutetil y solo se usan para colocar la sentildeal en el siguiente estado donde se
llevaraacute a cabo la siguiente transicioacuten Aunque esto permite a la sentildeal auto-sincronizarse
en realidad lo que hace es doblar el requerimiento de ancho de banda en comparacioacuten
con otros coacutedigos como por ejemplo los Coacutedigos NRZ
En la codificacioacuten Manchester cada periacuteodo de un bit se divide en dos intervalos iguales
Un bit binario de valor 1 se transmite con valor de tensioacuten alto en el primer intervalo y un
valor bajo en el segundo Un bit 0 se enviacutea al contrario es decir una tensioacuten baja seguida
de un nivel de tensioacuten alto
Este esquema asegura que todos los bits presentan una transicioacuten en la parte media
proporcionando asiacute un excelente sincronismo entre el receptor y el transmisor Una
desventaja de este tipo de transmisioacuten es que se necesita el doble del ancho de banda
para la misma informacioacuten que el meacutetodo convencional
La codificacioacuten diferencial Manchester es una variacioacuten puesto que en ella un bit de
valor 1 se indica por la ausencia de transicioacuten al inicio del intervalo mientras que un bit 0
se indica por la presencia de una transicioacuten en el inicio existiendo siempre una transicioacuten
en el centro del intervalo El esquema diferencial requiere un equipo maacutes sofisticado pero
ofrece una mayor inmunidad al ruido El Manchester Diferencial tiene como ventajas
adicionales las derivadas de la utilizacioacuten de una aproximacioacuten diferencial
Todas las teacutecnicas bifase fuerzan al menos una transicioacuten por cada bit pudiendo tener
hasta dos en ese mismos periodo Por tanto la maacutexima velocidad de modulacioacuten es el
doble que en los NRZ esto significa que el ancho de bandoa necesario es mayor No
obstante los esquemas bifase tienes varias ventajas
raquo Sincronizacioacuten debido a la transicioacuten que siempre ocurre durante el intervalo de
duracioacuten correspondiente a un bit el receptor puede sincronizarse usando dicha
transicioacuten Debido a esta caracteriacutestica los coacutedigos bifase se denominan auto-
sincronizados
raquo No tienen componente en continua
raquo Deteccioacuten de errores se pueden detectar errores si se detecta una ausencia de la
transicioacuten esperada en la mitad del intervalo Para que el ruido produjera un error no
detectado tendriacutea que intervenir la sentildeal antes y despueacutes de la transicioacuten
Los coacutedigos bifase se usan con frecuencia en los esquemas de transmisioacuten de datos
Unos de los maacutes conocidos es el coacutedigo Manchestes que se ha elegido como parte de la
especificacioacuten de la normalizacioacuten IEEE 8023 para la transmisioacuten en redes LAN con un bus
CSMACD usando cable coaxial en banda base o par trenzado El Manchester Diferencial
se ha elegido en la normalizacioacuten IEEE 8025 para redes LAN en anillo con paso de testigo
en las que se usan pares trenzados apantallados
8 Arquitectura de Ethernet
Los elementos de una red Ethernet son los nodos de red y el medio de interconexioacuten Los
nodos de red pueden clasificarse en dos grandes grupos Equipo Terminal de Datos (DTE) y
Equipo de Comunicacioacuten de Datos (DCE) Los DTE son dispositivos de red que generan o
que son el destino de los datos como las PCs las estaciones de trabajo los servidores de
archivos los servidores de impresioacuten todos son parte del grupo de las estaciones finales
Los DCE son los dispositivos de red intermediarios que reciben y retransmiten las tramas
dentro de la red pueden ser ruteadores conmutadores (switch) concentradores (hub)
repetidores o interfaces de comunicacioacuten ej un moacutedem o una tarjeta de interface
NIC o Tarjeta de Interfaz de Red|Adaptador - permite que una computadora acceda a
una red local Cada tarjeta tiene una uacutenica direccioacuten MAC que la identifica en la red
Una computadora conectada a una red se denomina nodo
Repetidor o repeater - aumenta el alcance de una conexioacuten fiacutesica recibiendo las
sentildeales y retransmitieacutendolas para evitar su degradacioacuten a traveacutes del medio de
transmisioacuten lograacutendose un alcance mayor Usualmente se usa para unir dos aacutereas
locales de igual tecnologiacutea y soacutelo tiene dos puertos Opera en la capa fiacutesica del modelo
OSI
Concentrador o hub - funciona como un repetidor pero permite la interconexioacuten de
muacuteltiples 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 ninguacuten proceso sobre las mismas Opera en la capa fiacutesica del modelo OSI
Puente o bridge - interconecta segmentos de red haciendo el cambio de frames
(tramas) entre las redes de acuerdo con una tabla de direcciones que le dice en queacute
segmento estaacute ubicada una direccioacuten MAC dada
Conexiones en un switch Ethernet
Conmutador o Switch - funciona como el bridge pero permite la interconexioacuten de
muacuteltiples segmentos de red funciona en velocidades maacutes raacutepidas y es maacutes sofisticado
Los switches pueden tener otras funcionalidades como redes virtuales y permiten su
configuracioacuten a traveacutes de la propia red Funciona baacutesicamente en la capa fiacutesica y sirve
como enlace de datos del modelo OSI Por esto son capaces de procesar informacioacuten
de las tramas su funcionalidad maacutes importante es en las tablas de direccioacuten Por ej
una computadora conectada al puerto 1 del conmutador enviacutea una trama a otra
computadora conectada al puerto 2 el switch recibe la trama y la transmite a todos
sus puertos excepto aquel por donde la recibioacute la computadora 2 recibiraacute el mensaje
y eventualmente lo responderaacute generando traacutefico en el sentido contrario ahora el
switch conoceraacute las direcciones MAC de las computadoras en el puerto 1 y 2 cuando
reciba otra trama con direccioacuten de destino de alguna de ellas soacutelo transmitiraacute la trama
a dicho puerto disminuyendo asiacute el traacutefico de la red y contribuyendo al buen
funcionamiento de la misma
Arquitectura (estructura loacutegica)
La arquitectura Ethernet puede definirse como una red de conmutacioacuten de paquetes de
acceso muacuteltiple (medio compartido) y difusioacuten amplia (Broadcast) que utiliza un medio
pasivo y sin ninguacuten control central Proporciona deteccioacuten de errores pero no
correccioacuten El acceso al medio (de transmisioacuten) estaacute gobernado desde las propias
estaciones mediante un esquema de arbitraje estadiacutestico
Los paquetes de datos transmitidos alcanzan a todas las estaciones (difusioacuten amplia)
siendo cada estacioacuten responsable de reconocer la direccioacuten contenida en cada paquete y
aceptar los que sean dirigidos a ella [3]
Ethernet realiza varias funciones que incluyen empaquetado y desempaquetado de los
datagramas manejo del enlace codificacioacuten y decodificacioacuten de datos y acceso al canal
El manejador del enlace es responsable de vigilar el mecanismo de colisiones escuchando
hasta que el medio de transmisioacuten estaacute libre antes de iniciar una transmisioacuten (solo un
usuario utiliza la transmisioacuten cada vez -Banda base-) El manejo de colisiones se realiza
deteniendo la transmisioacuten y esperando un cierto tiempo antes de intentarla de nuevo
Existe un mecanismo por el que se enviacutean paquetes a intervalos no estaacutendar lo que evita
que otras estaciones puedan comunicar Es lo que se denomina captura del canal
Funciones de la Arquitectura Ethernet
Encapsulacion de datos
Formacioacuten de la trama estableciendo la delimitacioacuten correspondiente
Direccionamiento del nodo fuente y destino
Deteccioacuten de errores en el canal de transmisioacuten
Manejo de Enlace
Asignacioacuten de canal
Resolucioacuten de contencioacuten manejando colisiones
Codificacioacuten de los Datos
Generacioacuten y extraccioacuten del preaacutembulo para fines de sincronizacioacuten
Codificacioacuten y decodificacioacuten de bits
Acceso al Canal
Transmisioacuten Recepcioacuten de los bits codificados
Sensibilidad de portadora indicando trafico sobre el canal
Deteccioacuten de colisiones indicando contencioacuten sobre el canal
Formato de Trama
En una red ethernet cada elemento del sistema tiene una direccioacuten uacutenica de 48
bits y la informacioacuten es transmitida serialmente en grupos de bits denominados
tramas Las tramas incluyen los datos a ser enviados la direccioacuten de la estacioacuten
que debe recibirlos y la direccioacuten de la estacioacuten que los transmite
Cada interface ethernet monitorea el medio de transmisioacuten antes de una
transmisioacuten para asegurar que no esteacute en uso y durante la transmisioacuten para
detectar cualquier interferencia
En caso de alguna interferencia durante la transmisioacuten las tramas son enviadas
nuevamente cuando el medio esteacute disponible Para recibir los datos cada estacioacuten
reconoce su propia direccioacuten y acepta las tramas con esa direccioacuten mientras ignora
las demaacutes
El tamantildeo de trama permitido sin incluir el preaacutembulo puede ser desde 64 a 1518
octetos Las tramas fuera de este rango son consideradas invalidas
Campos que Componen la Trama
El preaacutembulo Inicia o encabeza la trama con ocho octetos formando un patroacuten de 1010
que termina en 10101011 Este campo provee sincronizacioacuten y marca el limite de trama
Direccioacuten destino Sigue al preaacutembulo o identifica la estacioacuten destino que debe recibir la
trama mediante seis octetos que pueden definir una direccioacuten de nivel fiacutesico o muacuteltiples
direcciones lo cual es determinado mediante el bit de menos significacioacuten del primer byte
de este campo Para una direccioacuten de nivel fiacutesico este es puesto en 0 loacutegico y la misma es
uacutenica a traveacutes de toda la red ethernet Una direccioacuten muacuteltiple puede ser dirigida a un
grupo de estaciones o a todas las estaciones y tiene el bit de menos significacioacuten en 1
loacutegico Para direccionar todas las estaciones de la red todos los bits del campo de
direccioacuten destino se ponen en 1 lo cual ofrece la combinacioacuten FFFFFFFFFFFFH
Direccioacuten fuente Este campo sigue al anterior Compuesto tambieacuten por seis octetos que
identifican la estacioacuten que origina la trama
Los campos de direccioacuten son ademaacutes subdivididos Los primeros tres octetos son
asignados a un fabricante y los tres octetos siguientes son asignados por el fabricante La
tarjeta de red podriacutea venir defectuosa pero la direccioacuten del nodo debe permanecer
consistente El chip de memoria ROM que contiene la direccioacuten original puede ser
removido de una tarjeta vieja para ser insertado en una nueva tarjeta o la direccioacuten
puede ser puesta en un registro mediante el disco de diagnostico de la tarjeta de
interfaces de red (NIC) Cualquiera que sea el meacutetodo utilizado se deber ser cuidadoso
para evitar alteracioacuten alguna en la administracioacuten de la red
Tipo Este es un campo de dos octetos que siguen al campo de direccioacuten fuente y
especifican el protocolo de alto nivel utilizado en el campo de datos Algunos tipos serian
0800H para TCPIP y 0600H para XNS
Campo de dato Contiene los datos de informacioacuten y es el uacutenico que tiene una longitud de
bytes variable que puede oscilar de un miacutenimo de 46 bytes a un maacuteximo de 1500 El
contenido de ese campo es completamente arbitrario y es determinado por el protocolo
de alto nivel usado
Frame Check Secuence Este viene a ser el ultimo campo de la trama compuesto por 32
bits que son usados por la verificacioacuten de errores en la transmisioacuten mediante el meacutetodo
CRC considerando los campo de direccioacuten tipo y de dato
Caracteriacutesticas
La codificacioacuten Manchester provee una forma simple de codificar secuencias de
bits incluso cuando hay largas secuencias de periodos sin transiciones de nivel que
puedan significar la peacuterdida de sincronizacioacuten o incluso errores en las secuencias
de bits
Este tipo de codificacioacuten nos asegura que la componente continua de las sentildeales es
cero si se emplean valores positivos y negativos
La codificacioacuten Manchester es una forma de codificacioacuten altamente fiable
El requerimiento del ancho de banda para la codificacioacuten Manchester es el doble
comparado en las comunicaciones asiacutencronas y el espectro de la sentildeal es
considerablemente mas ancho
Definicioacuten
El estaacutendar IEEE 8023 especifica el meacutetodo de control del medio (MAC) denominado The
physical layer and the Data Link layer standardized by IEEE 8023 are intended to
correspond closely to the lowest layers of the ISO Model for Open Systems
Interconnection (see ) [3]CSMACD siglas que corresponden a Carrier Sense Multiple
Access with Collision Deteccioacuten (en espantildeol Meacutetodo de acceso Muacuteltiple por Deteccioacuten de
Portadora con Deteccioacuten de Colisiones) es una teacutecnica usada en redes Ethernet para
mejorar sus prestaciones Anteriormente a esta teacutecnica se usaron las de Aloha puro (El
protocolo ALOHA es un protocolo del nivel de enlace de datos para redes de aacuterea local con
topologiacutea de difusioacutenLa primera versioacuten del protocolo era baacutesica
Si tienes datos que enviar enviacutealos
Si el mensaje colisiona con otra transmisioacuten intenta reenviarlos maacutes tarde)
Tambien usaron el Aloha ranurado (con la uacutenica diferencia de que las estaciones soacutelo
pueden transmitir en unos determinados instantes de tiempo o slotspero ambas
presentaban muy bajas prestaciones Por eso aparecioacute en primer lugar la teacutecnica
CSMA (el escuchar el medio para saber si existe presencia de portadora en los
momentos en los que se ocupa el canal
El fin es evitar colisiones es decir que dos host hablen al mismo tiempo Por otro lado
define el procedimento que estos dos host deben seguir si llegasen a usar el mismo
medio de forma simultaacutenea)
CSMACD sucede cuando se utiliza un medio de acceso muacuteltiple y que la estacioacuten que
desea emitir previamente escucha el canal antes de emitir Lo cual es el protocolo de
sentildeal eleacutectrica
TIPOS DE PROTOCOLOS CON DETECCIOacuteN DE PORTADORA
En los mecanismos de acceso al medio con deteccioacuten de portadora como los CSMA
(Carrier Sense Multiple Access) el control de acceso al medio de transmisioacuten se distribuye
completamente entre todas las estaciones Una estacioacuten que quiere transmitir escucha la
liacutenea para detectar si otra estaacute transmitiendo Si el canal estaacute vaciacuteo la estacioacuten transmite
pero si estaacute ocupado debe esperar un cierto tiempo antes de intentarlo de nuevo Hay tres
algoritmos para determinar cuando se vuelve a intentar la transmisioacuten tras encontrar
ocupado el canal
CSMA 1-PERSISTENTE
CSMA NO PERSISTENTE
CSMA P-PERSISTENTE
CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN
CSMA 1-PERSISTENTE
El protocolo CSMA 1-persistente funciona de la siguiente forma cuando tiene que
transmitir un frame primero escucha el canal y si estaacute libre enviacutea el frame caso contrario
espera a que se libere y en ese momento lo enviacutea Se denomina CSMA 1-persistente
porque existe la probabilidad 1 es decir certeza de que el frame se transmitiraacute cuando el
canal esteacute libre En una situacioacuten real con alto traacutefico es muy posible que cuando un nodo
termine de transmitir existan varios esperando enviar sus datos y con CSMA 1-persistente
todos los frames seraacuten emitidos a la vez y colisionaraacuten pudieacutendose repetir el proceso
varias veces con la consiguiente degradacioacuten del rendimiento Una colisioacuten ocurriraacute
aunque no empiecen a transmitir exactamente a la vez basta simplemente con que dos
nodos empiecen a transmitir con una diferencia de tiempos menor que la distancia que los
separa ya que en tal caso ambos detectaraacuten el canal libre en el momento de iniciar la
transmisioacuten Se deduce entonces que en este tipo de redes el retardo de propagacioacuten de
la sentildeal puede tener un efecto importante en el rendimiento El rendimiento obtenido con
este protocolo puede llegar al 55 con un grado de ocupacioacuten del 100
CSMA NO PERSISTENTE
Antes de enviar se escucha el canal si el canal estaacute libre se transmite el frame Si estaacute
ocupado en vez de quedarse escuchando se espera un tiempo aleatorio que viene dado
por un algoritmo llamado de backoff despueacutes del cual se repite el proceso El protocolo
tiene una menor eficiencia que CSMA 1-persistente para traacuteficos moderados pues
introduce una mayor latencia sin embargo se comporta mejor en situaciones de traacutefico
intenso ya que evita las colisiones producidas por las estaciones que se encuentran a la
espera de que termine la transmisioacuten de un frame en un momento dado
CSMA P-PERSISTENTE
Utiliza intervalos de tiempo y funciona de la siguiente manera cuando el nodo tiene
algo que enviar primero escucha el canal si estaacute ocupado espera un tiempo aleatorio
Cuando el canal estaacute libre se selecciona un nuacutemero aleatorio con distribucioacuten uniforme
entre 0 y 1 si el nuacutemero es menor que p el frame es transmitido En caso contrario se
espera el siguiente slot de tiempo para transmitir y repite el algoritmo hasta que el frame
es transmitido o bien otro nodo utiliza en canal en cuyo caso se espera un tiempo
aleatorio y empieza de nuevo el proceso desde el principio La eficiencia del protocolo es
en general superior a la de CSMA 1-persistente y CSMA no persistente
CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN
Un problema con los protocolos anteriores es que una vez se ha empezado a transmitir
un frame se sigue transmitiendo auacuten cuando se detecte una colisioacuten Como es maacutes
eficiente dejar de transmitir y esperar un tiempo aleatorio para volver a hacerlo los
protocolos de acceso muacuteltiple por deteccioacuten de portadora con deteccioacuten de colisiones o
CSMACD implementan esta mejora
Estados de
una red CSMACD
En una red CSMACD la uacutenica circunstancia en la que puede producirse una colisioacuten es
cuando dos hosts empiezan a transmitir a la vez o con una diferencia de tiempo lo
bastante pequentildea como para que la sentildeal de uno no haya podido llegar al otro antes de
que eacuteste empiece a transmitir En palabras simples el nodo no alcanzoacute a escuchar que
otro nodo ya comenzoacute la transmisioacuten producto del retardo de propagacioacuten de la sentildeal
A este periodo de tiempo se le llama PERIODO DE CONTIENDA y corresponde a uno de
los tres posibles estados que tiene una red CSMACD los otros dos estados son los de
transmisioacuten y estado libre
Deteccioacuten de portadora
La deteccioacuten de portadora es utilizada para escuchar al medio (la portadora) para ver si se
encuentra libre Si la portadora se encuentra libre los datos son pasados a la capa fiacutesica
para su transmisioacuten Si la portadora estaacute ocupada se monitorea hasta que se libere
Deteccioacuten de colisiones
Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten
Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto
ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten
La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se
enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
Caracteriacutesticas de CSMACD
1 El primer paso a la hora de transmitir seraacute saber si el medio estaacute libre Para eso
escuchamos lo que dicen los demaacutes Si el medio esta tranquilo (ninguna otra estacioacuten esta
transmitiendo) se enviacutea la transmisioacuten
2 Cuando dos o maacutes estaciones tienen mensajes para enviar es posible que transmitan casi
en el mismo instante resultando en una colisioacuten en la red
3 Cuando se produce una colisioacuten todas las estaciones receptoras ignoran la transmisioacuten
confusa
4 Si un dispositivo de transmisioacuten detecta una colisioacuten enviacutea una sentildeal de expansioacuten para
notificar a todos los dispositivos conectados que ha ocurrido una colisioacutendenominada
jamming
5 Las estaciones transmisoras detienen sus transmisiones tan pronto como detectan la
colisioacuten
6 Despueacutes de una colisioacuten (Los host que intervienen en la colisioacuten invocan un algoritmo de
postergacioacuten que genera un tiempo aleatorio) las estaciones esperan un tiempo aleatorio
(tiempo de backoff) para volver a transmitir una trama
En el meacutetodo de acceso CSMACD los dispositivos de red que tienen datos para transmitir
funcionan en el modo escuchar antes de transmitir Esto significa que cuando un nodo
desea enviar datos primero debe determinar si los medios de red estaacuten ocupados o no
En redes inalaacutembricas resulta a veces complicado llevar a cabo el primer paso (escuchar al
medio para determinar si estaacute libre o no) Por este motivo surgen dos problemas que
pueden ser detectados
1 Problema del nodo oculto la estacioacuten cree que el medio estaacute libre cuando en
realidad no lo estaacute pues estaacute siendo utilizado por otro nodo al que la estacioacuten no
oye
2 Problema del nodo expuesto la estacioacuten cree que el medio estaacute ocupado
cuando en realidad lo estaacute ocupando otro nodo que no interfeririacutea en su
transmisioacuten a otro destino
Para resolver estos problemas la IEEE 80211 propone MACA (MultiAccess Collision
Avoidance ndash Evitacioacuten de Colisioacuten por Acceso Muacuteltiple)
CSMA CD Meacutetodo de acceso capacidades funcionales
El siguiente resumen muestra una referencia raacutepida de las
capacidades funcionales de CSMA CD sublayer MAC
En el marco de la transmisioacuten
aceptar los datos de la LLC sublayer y construir un marco
Presentar una serie de bits de datos a la capa fiacutesica para la
transmisioacuten en el medio
En el marco de la recepcioacuten
recibir una serie de bits de datos a partir de la capa fiacutesica
presentar a la LLC (enlace logico de control)sublayer marcos
aplazar el enviacuteo de un flujo de bits de serie cada vez que el
soporte fiacutesico estaacute ocupado
FCS adecuado antildeadir valor a los marcos de salida y verificar la
alineacioacuten completa octeto frontera
controles de los marcos de errores de transmisioacuten por medio
de FCS y verifica la alineacioacuten octeto frontera
retrasar la transmisioacuten de bits de marco para el intervalo
entre periacuteodo especificado
detener la transmisioacuten cuando se detecte colisioacuten
se garantiza la propagacioacuten en toda la red mediante el enviacuteo
de mensaje de atasco
descartar la transmisioacuten que se recibieron menos de una
longitud miacutenima
TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con
un indicador de sentildeal de comienzo de la trama
El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito
de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de
transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el
direccionamiento
El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten
Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas
El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos
emisor y receptor
El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos
Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener
una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y
destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada
El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten
dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es
conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de
multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es
Conocida como direccioacuten de difusioacuten
La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten
El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a
continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los
casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)
El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud
variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes
Un campo pad o campo de relleno es usado para asegurar que la trama alcance la
longitud miacutenima requerida Una trama debe contener miacutenimo un nuacutemero de bytes
para que las estaciones puedan detectar las colisiones con precisioacuten
Una secuencia de chequeo de trama es utilizada como mecanismo de control de
errores
Cuando el dispositivo emisor ensambla la trama realiza un caacutelculo en los bits de la
trama El algoritmo usado para realizar este caacutelculo siempre genera como salida un
valor de 4 bytes El dispositivo emisor almacena este valor en el campo de chequeo
de secuencia de la trama
Cuando el receptor recibe la trama realiza el mismo caacutelculo y compara el resultado
con el del campo de chequeo de secuencia de la trama Si los dos valores
coinciden la transmisioacuten se asume como correcta Si los dos valores son
diferentes el dispositivo de destino solicita una retransmisioacuten de la trama
ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
La funcioacuten de encapsulacioacuten y desencapsulacioacuten de datos es llevada a cabo por la subcapa
MAC Este proceso es responsable de las funciones de direccionamiento y del chequeo de
errores
ENCAPSULADO
El encapsulado es realizado por la estacioacuten emisora El encapsulado es el acto de agregar
informacioacuten direcciones y bytes para el control de errores al comienzo y al final de la
unidad de datos transmitidos Esto es realizado luego que los datos son recibidos por la
Subcapa de control de enlace loacutegico (LLC) La informacioacuten antildeadida es necesaria para
realizar las siguientes tareas
Sincronizar la estacioacuten receptora con la sentildeal
Indicar el comienzo y el fin de la trama
Identificar las direcciones tanto de la estacioacuten emisora como la receptora
Detectar errores en la transmisioacuten
Ejemplo ENCAPSULADO DE DATOS EN EL MODELO DE REFERENCIA OSI
Lo que sigue es una descripcioacuten del proceso de encapsulado de datos en una pila de
protocolo en nuestro caso TCPIP
Las capas del modelo osi se comunican entre siacute utilizando las PDU (protocol data unit) que
especifican que informacioacuten debe agregarse como encabezado o final de los datos que
ingresan a la capa Analizamos el paso de los datos por las 4 uacuteltimas capas del modelo
( transporte red enlace de datos fiacutesica)
Cuando los datos bajan de la capa sesioacuten la PDU de la capa de transporte exige el
agregado del encabezado de protocolo TCP La capa siguiente agrega el encabezado IP Al
bajar a la capa de Enlace el encabezado que se agrega depende de la implementacioacuten de
Ethernet que se esteacute utilizando Si la implementacioacuten es ETHERNET II se agrega solamente
un encabezado MAC si la implementacioacuten es IEEE 8023 8022 se agregan 2
encabezados LLC de la subcapa superior (Logical Link Control) y MAC (Media Access
Control) de la subcapa inferior para luego pasar a la capa Fiacutesica convertido en sentildeales
eleacutectricas
DESENCAPSULADO
El desencapsulado es realizado por la estacioacuten receptora Cuando es recibida una trama la
estacioacuten receptora es responsable de realizar las siguientes tareas
Reconocer la direccioacuten de destino y determinar si coincide con su propia direccioacuten
Realizar la verificacioacuten de errores
Remover la informacioacuten de control que fue antildeadida por la funcioacuten de encapsulado
de datos en la estacioacuten emisora
ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
La funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es realizada por la subcapa MAC
En la estacioacuten emisora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable de
determinar si el canal de comunicacioacuten se encuentra disponible Si el canal se encuentra
disponible puede iniciarse la transmisioacuten de datos
Adicionalote la funcioacuten de administracioacuten es responsable de determinar que accioacuten
deberaacute tomarse en caso de detectarse una colisioacuten y cuando intentaraacute retransmitir
En la estacioacuten receptora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable
de realizar las comprobaciones de validacioacuten en la trama antes de pasarla a la funcioacuten de
desencapsulado
CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
La funcioacuten de codificacioacutendecodificacioacuten es realizada en la capa fiacutesica Esta funcioacuten es
responsable de obtener la forma eleacutectrica u oacuteptica de los datos que se van a transmitir en
el medio
La codificacioacuten de datos es realizada por la estacioacuten emisora Esta es responsable de
traducir los bits a sus correspondientes sentildeales eleacutectricas u oacutepticas para ser trasladadas a
traveacutes del medio Adicionalmente esta funcioacuten es responsable de escuchar el medio y
notificar al la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio si el medio se encuentra libre
ocupado o se ha detectado una colisioacuten
veremos algunas teacutecnicas para codificar datos en sentildeales digitales Recordemos que una
sentildeal digital es una secuencia de niveles de tensioacuten discretos cada uno de ellos es un
elemento de la sentildeal Las teacutecnicas de codificacioacuten convierten cada bit de datos 0 o 1 en
elementos de sentildeal buscando ciertas ventajas o caracteriacutestica de la misma
iquestQueacute es lo que buscamos cuando queremos transmitir Pues de normal que la velocidad
de transmisioacuten sea elevada y que el nuacutemero de errores pequentildeo Pero tambieacuten que el
medio que utilicemos sea barato Por desgracia todo a la vez es imposible canales con
mayor ancho de banda aumentaraacuten la velocidad de transmisioacuten y si estaacuten bien
apantallados podraacuten transmitir a grandes distancias sin apenas ruido iexclpero eso es muy
caro iquestDe queacute manera puede ayudar la forma de la sentildeal
(Un poco maacutes de
vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten
soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos
lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas
Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama
transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos
La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la
traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits
TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con
un indicador de sentildeal de comienzo de la trama
El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito
de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de
transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el
direccionamiento
El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten
Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas
El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos
emisor y receptor
El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos
El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits
10101011
Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener
una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y
destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada
El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten
dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es
conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de
multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es
conocida como direccioacuten de difusioacuten
La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten
El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a
continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los
casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)
El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud
variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes
4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)
Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red
Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits
transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un
nuacutemero negativo y una potencia de 10
Se calcula con la siguiente formula
BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS
Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por
ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3
actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER
se consigue tiacutepicamente en 10^ -12
VALORES DE BER TIPICOS
Ethernet 10BASE-5 lt10^-8
Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10
Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11
Fiber Channel SONETSDHlt10^-12
GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8
CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7
5 TOPOLOGIAS
Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los
diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos
especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden
interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental
que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los
diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La
topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el
nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc
Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea
1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y
cableado (los medios) en la red
2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del
medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y
transmisioacuten de tokens (Token Ring)
3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones
La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia
todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para
utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento
en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten
de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a
cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la
red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host
y el proceso se vuelve a repetir
Topologiacutea de la Red Ethernet
La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo
de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se
conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos
forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal
La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el
cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de
cableado
TOPOLOGIA EN BUS
La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo
segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la
combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta
estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y
no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo
de estaciones de la red se fija en 1024
Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media
pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es
completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la
red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet
pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que
transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros
10-BASE-5
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto
Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados
transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo
agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del
cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la
estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la
interfaz se comunica con la computadora
Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que
acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una
tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el
transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso
llevar un microprocesador para controlar las transferencias
Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores
BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC
conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces
utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es
maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es
de 185 metros
10-BASE-2
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador
Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca
un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el
conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los
extremos si este se conecta directamente a un repetidor
TOPOLOGIA EN ESTRELLA
El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que
cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese
segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en
estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a
un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una
para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El
cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado
El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la
expansioacuten de la red
CONECTOR RJ-45
Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de
ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los
pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En
algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo
se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador
sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs
utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red
10-BASE-T
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico
Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas
10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios
Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia
entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-
BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con
un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red
Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se
puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la
conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos
casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores
5 Trama de red
En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de
datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos
especialmente en el Nivel de enlace de datos
Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten
chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de
datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel
de red
Formato de la trama de Ethernet
Trama DIX
Ethernet
Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS
8 bytes 6 bytes6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes
2 oacute 4
bytes
Trama IEEE
8023
Preaacutembul
oSOF Destino Origen
Longitu
dDatos Relleno FCS
7 bytes1
byte6 bytes
6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes4 bytes
Preaacutembulo
Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y
estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo
es
10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010
Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester
representan una forma de onda perioacutedica
SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama
Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s
consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes
significativo del campo de direccioacuten MAC de destino
Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor
debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF
Direccioacuten de destino
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se
enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast
o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar
si debe aceptar el paquete
Direccioacuten de origen
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se
enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la
direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos
Tipo
Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el
paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos
interpreta este campo
Datos
Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de
valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este
campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de
niveles superiores
FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)
Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de
Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el
receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la
trama
Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama
- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica
- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y
realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un
byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios
- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de
datos para obtener una suma
7 componentes de Ethernet
Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio
Ethernet a mano maacutes apropiado
Hay cuatro tipos principales de medios en uso
Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5
Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en
determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)
Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04
pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)
relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta
su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o
grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero
permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias
Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2
Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar
Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas
(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en
empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a
interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso
Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)
sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero
requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino
tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se
utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos
Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T
Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla
adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes
frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco
mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo
del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su
costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con
plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin
embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias
electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado
con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps
Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-
repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las
aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o
10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las
situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una
preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes
cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica
La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de
longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que
de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre
Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que
seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se
puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten
Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la
flexibilidad de la tecnologiacutea
Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de
paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation
Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE
liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha
vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan
Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el
disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene
aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una
resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir
la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas
Figura 1
El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura
1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes
electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras
que se comunican en la red
La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un
dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un
transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del
cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre
un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada
en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro
del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se
corte y se inserte una lsquoTrsquo
Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un
transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio
del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador
anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta
madre) y se conecta con el transceptor
Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra
fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las
sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite
la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute
en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato
digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el
transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente
llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la
potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la
operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o
recibiendo
Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las
intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema
operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta
instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la
transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido
finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple
dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede
contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria
de la computadora y el cable ether)
En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de
una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e
instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura
2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante
Figura 2
Capacidad de las redes Ethernet
El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden
transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una
computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red
no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar
datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico
total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y
pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace
posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa
que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por
ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o
muchas computadoras que generan cargas ligeras
La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE
8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo
suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles
Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El
propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red
sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una
longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo
el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama
La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se
encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que
es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser
transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por
un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se
encuentran en el campo da datos
La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de
direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023
permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite
solo direcciones de 6 Bytes
El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE
8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet
Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de
los cables utilizados
10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet
10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet
10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una
velocidad de 10 Mbps
100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica
multimodo (la F es por Fiber)
100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)
1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad
de 1 gigabite por segundo
1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S
es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)
1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L
es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)
Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado
Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del
nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran
aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de
legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces
de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor
adaptacioacuten y transicioacuten
Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos
Velocidad de transmisioacuten
- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea
Tipo de cable
- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea
Longitud maacutexima
- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones
repetidoras)
Topologiacutea
- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados
con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o
switches (estrella conmutada)
A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes
importantes
Tecnologiacuteas Ethernet
Tecnologiacutea
Velocidad de
transmisioacuten Tipo de cable
Distancia
maacutexima Topologiacutea
10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)
10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m
Estrella (Hub o
Switch)
10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o
Switch)
100BaseT4 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 3UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseTX 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 5UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m
No permite el uso de
hubs
1000BaseT 1000Mbps
4 pares trenzado
(categoriacutea 5e oacute
6UTP ) 100 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseSX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(multimodo) 550 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseLX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(monomodo) 5000 m
Estrella Full Duplex
(switch)
10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los
estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad
nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet
El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y
WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en
una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023
Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten
8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN
PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se
puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103
Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas
Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c
10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre
cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo
del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica
multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)
10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand
4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un
router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance
10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre
240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra
mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm
10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra
mono-modo (usando 1310nm)
10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre
fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido
interfaces enchufables de hasta 80-km
10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625
microm
10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado
para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera
SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-
ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas
distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)
Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado
principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin
embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par
trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada
para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-
duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex
Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes
Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802
10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten
comercial
La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las
especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para
Ethernet de 100 Mbps
Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes
apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios
productos en el mercado
Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones
1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de
sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la
transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado
100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como
veremos a continuacioacuten)
Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue
utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que
puede seguir usando los mismos cables de par trenzado
2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por
otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)
y que se denominoacute 100BaseVG
Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea
3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable
consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda
3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten
denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito
4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente
sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet
utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es
lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)
VELOCIDAD
En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea
circulan a la velocidad de 10 Mbps
Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades
superiores tanto de 20 como de 100 Mbps
Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes
de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios
usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-
Windows
De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que
actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
Este esquema asegura que todos los bits presentan una transicioacuten en la parte media
proporcionando asiacute un excelente sincronismo entre el receptor y el transmisor Una
desventaja de este tipo de transmisioacuten es que se necesita el doble del ancho de banda
para la misma informacioacuten que el meacutetodo convencional
La codificacioacuten diferencial Manchester es una variacioacuten puesto que en ella un bit de
valor 1 se indica por la ausencia de transicioacuten al inicio del intervalo mientras que un bit 0
se indica por la presencia de una transicioacuten en el inicio existiendo siempre una transicioacuten
en el centro del intervalo El esquema diferencial requiere un equipo maacutes sofisticado pero
ofrece una mayor inmunidad al ruido El Manchester Diferencial tiene como ventajas
adicionales las derivadas de la utilizacioacuten de una aproximacioacuten diferencial
Todas las teacutecnicas bifase fuerzan al menos una transicioacuten por cada bit pudiendo tener
hasta dos en ese mismos periodo Por tanto la maacutexima velocidad de modulacioacuten es el
doble que en los NRZ esto significa que el ancho de bandoa necesario es mayor No
obstante los esquemas bifase tienes varias ventajas
raquo Sincronizacioacuten debido a la transicioacuten que siempre ocurre durante el intervalo de
duracioacuten correspondiente a un bit el receptor puede sincronizarse usando dicha
transicioacuten Debido a esta caracteriacutestica los coacutedigos bifase se denominan auto-
sincronizados
raquo No tienen componente en continua
raquo Deteccioacuten de errores se pueden detectar errores si se detecta una ausencia de la
transicioacuten esperada en la mitad del intervalo Para que el ruido produjera un error no
detectado tendriacutea que intervenir la sentildeal antes y despueacutes de la transicioacuten
Los coacutedigos bifase se usan con frecuencia en los esquemas de transmisioacuten de datos
Unos de los maacutes conocidos es el coacutedigo Manchestes que se ha elegido como parte de la
especificacioacuten de la normalizacioacuten IEEE 8023 para la transmisioacuten en redes LAN con un bus
CSMACD usando cable coaxial en banda base o par trenzado El Manchester Diferencial
se ha elegido en la normalizacioacuten IEEE 8025 para redes LAN en anillo con paso de testigo
en las que se usan pares trenzados apantallados
8 Arquitectura de Ethernet
Los elementos de una red Ethernet son los nodos de red y el medio de interconexioacuten Los
nodos de red pueden clasificarse en dos grandes grupos Equipo Terminal de Datos (DTE) y
Equipo de Comunicacioacuten de Datos (DCE) Los DTE son dispositivos de red que generan o
que son el destino de los datos como las PCs las estaciones de trabajo los servidores de
archivos los servidores de impresioacuten todos son parte del grupo de las estaciones finales
Los DCE son los dispositivos de red intermediarios que reciben y retransmiten las tramas
dentro de la red pueden ser ruteadores conmutadores (switch) concentradores (hub)
repetidores o interfaces de comunicacioacuten ej un moacutedem o una tarjeta de interface
NIC o Tarjeta de Interfaz de Red|Adaptador - permite que una computadora acceda a
una red local Cada tarjeta tiene una uacutenica direccioacuten MAC que la identifica en la red
Una computadora conectada a una red se denomina nodo
Repetidor o repeater - aumenta el alcance de una conexioacuten fiacutesica recibiendo las
sentildeales y retransmitieacutendolas para evitar su degradacioacuten a traveacutes del medio de
transmisioacuten lograacutendose un alcance mayor Usualmente se usa para unir dos aacutereas
locales de igual tecnologiacutea y soacutelo tiene dos puertos Opera en la capa fiacutesica del modelo
OSI
Concentrador o hub - funciona como un repetidor pero permite la interconexioacuten de
muacuteltiples 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 ninguacuten proceso sobre las mismas Opera en la capa fiacutesica del modelo OSI
Puente o bridge - interconecta segmentos de red haciendo el cambio de frames
(tramas) entre las redes de acuerdo con una tabla de direcciones que le dice en queacute
segmento estaacute ubicada una direccioacuten MAC dada
Conexiones en un switch Ethernet
Conmutador o Switch - funciona como el bridge pero permite la interconexioacuten de
muacuteltiples segmentos de red funciona en velocidades maacutes raacutepidas y es maacutes sofisticado
Los switches pueden tener otras funcionalidades como redes virtuales y permiten su
configuracioacuten a traveacutes de la propia red Funciona baacutesicamente en la capa fiacutesica y sirve
como enlace de datos del modelo OSI Por esto son capaces de procesar informacioacuten
de las tramas su funcionalidad maacutes importante es en las tablas de direccioacuten Por ej
una computadora conectada al puerto 1 del conmutador enviacutea una trama a otra
computadora conectada al puerto 2 el switch recibe la trama y la transmite a todos
sus puertos excepto aquel por donde la recibioacute la computadora 2 recibiraacute el mensaje
y eventualmente lo responderaacute generando traacutefico en el sentido contrario ahora el
switch conoceraacute las direcciones MAC de las computadoras en el puerto 1 y 2 cuando
reciba otra trama con direccioacuten de destino de alguna de ellas soacutelo transmitiraacute la trama
a dicho puerto disminuyendo asiacute el traacutefico de la red y contribuyendo al buen
funcionamiento de la misma
Arquitectura (estructura loacutegica)
La arquitectura Ethernet puede definirse como una red de conmutacioacuten de paquetes de
acceso muacuteltiple (medio compartido) y difusioacuten amplia (Broadcast) que utiliza un medio
pasivo y sin ninguacuten control central Proporciona deteccioacuten de errores pero no
correccioacuten El acceso al medio (de transmisioacuten) estaacute gobernado desde las propias
estaciones mediante un esquema de arbitraje estadiacutestico
Los paquetes de datos transmitidos alcanzan a todas las estaciones (difusioacuten amplia)
siendo cada estacioacuten responsable de reconocer la direccioacuten contenida en cada paquete y
aceptar los que sean dirigidos a ella [3]
Ethernet realiza varias funciones que incluyen empaquetado y desempaquetado de los
datagramas manejo del enlace codificacioacuten y decodificacioacuten de datos y acceso al canal
El manejador del enlace es responsable de vigilar el mecanismo de colisiones escuchando
hasta que el medio de transmisioacuten estaacute libre antes de iniciar una transmisioacuten (solo un
usuario utiliza la transmisioacuten cada vez -Banda base-) El manejo de colisiones se realiza
deteniendo la transmisioacuten y esperando un cierto tiempo antes de intentarla de nuevo
Existe un mecanismo por el que se enviacutean paquetes a intervalos no estaacutendar lo que evita
que otras estaciones puedan comunicar Es lo que se denomina captura del canal
Funciones de la Arquitectura Ethernet
Encapsulacion de datos
Formacioacuten de la trama estableciendo la delimitacioacuten correspondiente
Direccionamiento del nodo fuente y destino
Deteccioacuten de errores en el canal de transmisioacuten
Manejo de Enlace
Asignacioacuten de canal
Resolucioacuten de contencioacuten manejando colisiones
Codificacioacuten de los Datos
Generacioacuten y extraccioacuten del preaacutembulo para fines de sincronizacioacuten
Codificacioacuten y decodificacioacuten de bits
Acceso al Canal
Transmisioacuten Recepcioacuten de los bits codificados
Sensibilidad de portadora indicando trafico sobre el canal
Deteccioacuten de colisiones indicando contencioacuten sobre el canal
Formato de Trama
En una red ethernet cada elemento del sistema tiene una direccioacuten uacutenica de 48
bits y la informacioacuten es transmitida serialmente en grupos de bits denominados
tramas Las tramas incluyen los datos a ser enviados la direccioacuten de la estacioacuten
que debe recibirlos y la direccioacuten de la estacioacuten que los transmite
Cada interface ethernet monitorea el medio de transmisioacuten antes de una
transmisioacuten para asegurar que no esteacute en uso y durante la transmisioacuten para
detectar cualquier interferencia
En caso de alguna interferencia durante la transmisioacuten las tramas son enviadas
nuevamente cuando el medio esteacute disponible Para recibir los datos cada estacioacuten
reconoce su propia direccioacuten y acepta las tramas con esa direccioacuten mientras ignora
las demaacutes
El tamantildeo de trama permitido sin incluir el preaacutembulo puede ser desde 64 a 1518
octetos Las tramas fuera de este rango son consideradas invalidas
Campos que Componen la Trama
El preaacutembulo Inicia o encabeza la trama con ocho octetos formando un patroacuten de 1010
que termina en 10101011 Este campo provee sincronizacioacuten y marca el limite de trama
Direccioacuten destino Sigue al preaacutembulo o identifica la estacioacuten destino que debe recibir la
trama mediante seis octetos que pueden definir una direccioacuten de nivel fiacutesico o muacuteltiples
direcciones lo cual es determinado mediante el bit de menos significacioacuten del primer byte
de este campo Para una direccioacuten de nivel fiacutesico este es puesto en 0 loacutegico y la misma es
uacutenica a traveacutes de toda la red ethernet Una direccioacuten muacuteltiple puede ser dirigida a un
grupo de estaciones o a todas las estaciones y tiene el bit de menos significacioacuten en 1
loacutegico Para direccionar todas las estaciones de la red todos los bits del campo de
direccioacuten destino se ponen en 1 lo cual ofrece la combinacioacuten FFFFFFFFFFFFH
Direccioacuten fuente Este campo sigue al anterior Compuesto tambieacuten por seis octetos que
identifican la estacioacuten que origina la trama
Los campos de direccioacuten son ademaacutes subdivididos Los primeros tres octetos son
asignados a un fabricante y los tres octetos siguientes son asignados por el fabricante La
tarjeta de red podriacutea venir defectuosa pero la direccioacuten del nodo debe permanecer
consistente El chip de memoria ROM que contiene la direccioacuten original puede ser
removido de una tarjeta vieja para ser insertado en una nueva tarjeta o la direccioacuten
puede ser puesta en un registro mediante el disco de diagnostico de la tarjeta de
interfaces de red (NIC) Cualquiera que sea el meacutetodo utilizado se deber ser cuidadoso
para evitar alteracioacuten alguna en la administracioacuten de la red
Tipo Este es un campo de dos octetos que siguen al campo de direccioacuten fuente y
especifican el protocolo de alto nivel utilizado en el campo de datos Algunos tipos serian
0800H para TCPIP y 0600H para XNS
Campo de dato Contiene los datos de informacioacuten y es el uacutenico que tiene una longitud de
bytes variable que puede oscilar de un miacutenimo de 46 bytes a un maacuteximo de 1500 El
contenido de ese campo es completamente arbitrario y es determinado por el protocolo
de alto nivel usado
Frame Check Secuence Este viene a ser el ultimo campo de la trama compuesto por 32
bits que son usados por la verificacioacuten de errores en la transmisioacuten mediante el meacutetodo
CRC considerando los campo de direccioacuten tipo y de dato
Caracteriacutesticas
La codificacioacuten Manchester provee una forma simple de codificar secuencias de
bits incluso cuando hay largas secuencias de periodos sin transiciones de nivel que
puedan significar la peacuterdida de sincronizacioacuten o incluso errores en las secuencias
de bits
Este tipo de codificacioacuten nos asegura que la componente continua de las sentildeales es
cero si se emplean valores positivos y negativos
La codificacioacuten Manchester es una forma de codificacioacuten altamente fiable
El requerimiento del ancho de banda para la codificacioacuten Manchester es el doble
comparado en las comunicaciones asiacutencronas y el espectro de la sentildeal es
considerablemente mas ancho
Definicioacuten
El estaacutendar IEEE 8023 especifica el meacutetodo de control del medio (MAC) denominado The
physical layer and the Data Link layer standardized by IEEE 8023 are intended to
correspond closely to the lowest layers of the ISO Model for Open Systems
Interconnection (see ) [3]CSMACD siglas que corresponden a Carrier Sense Multiple
Access with Collision Deteccioacuten (en espantildeol Meacutetodo de acceso Muacuteltiple por Deteccioacuten de
Portadora con Deteccioacuten de Colisiones) es una teacutecnica usada en redes Ethernet para
mejorar sus prestaciones Anteriormente a esta teacutecnica se usaron las de Aloha puro (El
protocolo ALOHA es un protocolo del nivel de enlace de datos para redes de aacuterea local con
topologiacutea de difusioacutenLa primera versioacuten del protocolo era baacutesica
Si tienes datos que enviar enviacutealos
Si el mensaje colisiona con otra transmisioacuten intenta reenviarlos maacutes tarde)
Tambien usaron el Aloha ranurado (con la uacutenica diferencia de que las estaciones soacutelo
pueden transmitir en unos determinados instantes de tiempo o slotspero ambas
presentaban muy bajas prestaciones Por eso aparecioacute en primer lugar la teacutecnica
CSMA (el escuchar el medio para saber si existe presencia de portadora en los
momentos en los que se ocupa el canal
El fin es evitar colisiones es decir que dos host hablen al mismo tiempo Por otro lado
define el procedimento que estos dos host deben seguir si llegasen a usar el mismo
medio de forma simultaacutenea)
CSMACD sucede cuando se utiliza un medio de acceso muacuteltiple y que la estacioacuten que
desea emitir previamente escucha el canal antes de emitir Lo cual es el protocolo de
sentildeal eleacutectrica
TIPOS DE PROTOCOLOS CON DETECCIOacuteN DE PORTADORA
En los mecanismos de acceso al medio con deteccioacuten de portadora como los CSMA
(Carrier Sense Multiple Access) el control de acceso al medio de transmisioacuten se distribuye
completamente entre todas las estaciones Una estacioacuten que quiere transmitir escucha la
liacutenea para detectar si otra estaacute transmitiendo Si el canal estaacute vaciacuteo la estacioacuten transmite
pero si estaacute ocupado debe esperar un cierto tiempo antes de intentarlo de nuevo Hay tres
algoritmos para determinar cuando se vuelve a intentar la transmisioacuten tras encontrar
ocupado el canal
CSMA 1-PERSISTENTE
CSMA NO PERSISTENTE
CSMA P-PERSISTENTE
CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN
CSMA 1-PERSISTENTE
El protocolo CSMA 1-persistente funciona de la siguiente forma cuando tiene que
transmitir un frame primero escucha el canal y si estaacute libre enviacutea el frame caso contrario
espera a que se libere y en ese momento lo enviacutea Se denomina CSMA 1-persistente
porque existe la probabilidad 1 es decir certeza de que el frame se transmitiraacute cuando el
canal esteacute libre En una situacioacuten real con alto traacutefico es muy posible que cuando un nodo
termine de transmitir existan varios esperando enviar sus datos y con CSMA 1-persistente
todos los frames seraacuten emitidos a la vez y colisionaraacuten pudieacutendose repetir el proceso
varias veces con la consiguiente degradacioacuten del rendimiento Una colisioacuten ocurriraacute
aunque no empiecen a transmitir exactamente a la vez basta simplemente con que dos
nodos empiecen a transmitir con una diferencia de tiempos menor que la distancia que los
separa ya que en tal caso ambos detectaraacuten el canal libre en el momento de iniciar la
transmisioacuten Se deduce entonces que en este tipo de redes el retardo de propagacioacuten de
la sentildeal puede tener un efecto importante en el rendimiento El rendimiento obtenido con
este protocolo puede llegar al 55 con un grado de ocupacioacuten del 100
CSMA NO PERSISTENTE
Antes de enviar se escucha el canal si el canal estaacute libre se transmite el frame Si estaacute
ocupado en vez de quedarse escuchando se espera un tiempo aleatorio que viene dado
por un algoritmo llamado de backoff despueacutes del cual se repite el proceso El protocolo
tiene una menor eficiencia que CSMA 1-persistente para traacuteficos moderados pues
introduce una mayor latencia sin embargo se comporta mejor en situaciones de traacutefico
intenso ya que evita las colisiones producidas por las estaciones que se encuentran a la
espera de que termine la transmisioacuten de un frame en un momento dado
CSMA P-PERSISTENTE
Utiliza intervalos de tiempo y funciona de la siguiente manera cuando el nodo tiene
algo que enviar primero escucha el canal si estaacute ocupado espera un tiempo aleatorio
Cuando el canal estaacute libre se selecciona un nuacutemero aleatorio con distribucioacuten uniforme
entre 0 y 1 si el nuacutemero es menor que p el frame es transmitido En caso contrario se
espera el siguiente slot de tiempo para transmitir y repite el algoritmo hasta que el frame
es transmitido o bien otro nodo utiliza en canal en cuyo caso se espera un tiempo
aleatorio y empieza de nuevo el proceso desde el principio La eficiencia del protocolo es
en general superior a la de CSMA 1-persistente y CSMA no persistente
CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN
Un problema con los protocolos anteriores es que una vez se ha empezado a transmitir
un frame se sigue transmitiendo auacuten cuando se detecte una colisioacuten Como es maacutes
eficiente dejar de transmitir y esperar un tiempo aleatorio para volver a hacerlo los
protocolos de acceso muacuteltiple por deteccioacuten de portadora con deteccioacuten de colisiones o
CSMACD implementan esta mejora
Estados de
una red CSMACD
En una red CSMACD la uacutenica circunstancia en la que puede producirse una colisioacuten es
cuando dos hosts empiezan a transmitir a la vez o con una diferencia de tiempo lo
bastante pequentildea como para que la sentildeal de uno no haya podido llegar al otro antes de
que eacuteste empiece a transmitir En palabras simples el nodo no alcanzoacute a escuchar que
otro nodo ya comenzoacute la transmisioacuten producto del retardo de propagacioacuten de la sentildeal
A este periodo de tiempo se le llama PERIODO DE CONTIENDA y corresponde a uno de
los tres posibles estados que tiene una red CSMACD los otros dos estados son los de
transmisioacuten y estado libre
Deteccioacuten de portadora
La deteccioacuten de portadora es utilizada para escuchar al medio (la portadora) para ver si se
encuentra libre Si la portadora se encuentra libre los datos son pasados a la capa fiacutesica
para su transmisioacuten Si la portadora estaacute ocupada se monitorea hasta que se libere
Deteccioacuten de colisiones
Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten
Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto
ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten
La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se
enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
Caracteriacutesticas de CSMACD
1 El primer paso a la hora de transmitir seraacute saber si el medio estaacute libre Para eso
escuchamos lo que dicen los demaacutes Si el medio esta tranquilo (ninguna otra estacioacuten esta
transmitiendo) se enviacutea la transmisioacuten
2 Cuando dos o maacutes estaciones tienen mensajes para enviar es posible que transmitan casi
en el mismo instante resultando en una colisioacuten en la red
3 Cuando se produce una colisioacuten todas las estaciones receptoras ignoran la transmisioacuten
confusa
4 Si un dispositivo de transmisioacuten detecta una colisioacuten enviacutea una sentildeal de expansioacuten para
notificar a todos los dispositivos conectados que ha ocurrido una colisioacutendenominada
jamming
5 Las estaciones transmisoras detienen sus transmisiones tan pronto como detectan la
colisioacuten
6 Despueacutes de una colisioacuten (Los host que intervienen en la colisioacuten invocan un algoritmo de
postergacioacuten que genera un tiempo aleatorio) las estaciones esperan un tiempo aleatorio
(tiempo de backoff) para volver a transmitir una trama
En el meacutetodo de acceso CSMACD los dispositivos de red que tienen datos para transmitir
funcionan en el modo escuchar antes de transmitir Esto significa que cuando un nodo
desea enviar datos primero debe determinar si los medios de red estaacuten ocupados o no
En redes inalaacutembricas resulta a veces complicado llevar a cabo el primer paso (escuchar al
medio para determinar si estaacute libre o no) Por este motivo surgen dos problemas que
pueden ser detectados
1 Problema del nodo oculto la estacioacuten cree que el medio estaacute libre cuando en
realidad no lo estaacute pues estaacute siendo utilizado por otro nodo al que la estacioacuten no
oye
2 Problema del nodo expuesto la estacioacuten cree que el medio estaacute ocupado
cuando en realidad lo estaacute ocupando otro nodo que no interfeririacutea en su
transmisioacuten a otro destino
Para resolver estos problemas la IEEE 80211 propone MACA (MultiAccess Collision
Avoidance ndash Evitacioacuten de Colisioacuten por Acceso Muacuteltiple)
CSMA CD Meacutetodo de acceso capacidades funcionales
El siguiente resumen muestra una referencia raacutepida de las
capacidades funcionales de CSMA CD sublayer MAC
En el marco de la transmisioacuten
aceptar los datos de la LLC sublayer y construir un marco
Presentar una serie de bits de datos a la capa fiacutesica para la
transmisioacuten en el medio
En el marco de la recepcioacuten
recibir una serie de bits de datos a partir de la capa fiacutesica
presentar a la LLC (enlace logico de control)sublayer marcos
aplazar el enviacuteo de un flujo de bits de serie cada vez que el
soporte fiacutesico estaacute ocupado
FCS adecuado antildeadir valor a los marcos de salida y verificar la
alineacioacuten completa octeto frontera
controles de los marcos de errores de transmisioacuten por medio
de FCS y verifica la alineacioacuten octeto frontera
retrasar la transmisioacuten de bits de marco para el intervalo
entre periacuteodo especificado
detener la transmisioacuten cuando se detecte colisioacuten
se garantiza la propagacioacuten en toda la red mediante el enviacuteo
de mensaje de atasco
descartar la transmisioacuten que se recibieron menos de una
longitud miacutenima
TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con
un indicador de sentildeal de comienzo de la trama
El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito
de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de
transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el
direccionamiento
El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten
Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas
El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos
emisor y receptor
El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos
Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener
una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y
destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada
El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten
dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es
conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de
multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es
Conocida como direccioacuten de difusioacuten
La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten
El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a
continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los
casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)
El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud
variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes
Un campo pad o campo de relleno es usado para asegurar que la trama alcance la
longitud miacutenima requerida Una trama debe contener miacutenimo un nuacutemero de bytes
para que las estaciones puedan detectar las colisiones con precisioacuten
Una secuencia de chequeo de trama es utilizada como mecanismo de control de
errores
Cuando el dispositivo emisor ensambla la trama realiza un caacutelculo en los bits de la
trama El algoritmo usado para realizar este caacutelculo siempre genera como salida un
valor de 4 bytes El dispositivo emisor almacena este valor en el campo de chequeo
de secuencia de la trama
Cuando el receptor recibe la trama realiza el mismo caacutelculo y compara el resultado
con el del campo de chequeo de secuencia de la trama Si los dos valores
coinciden la transmisioacuten se asume como correcta Si los dos valores son
diferentes el dispositivo de destino solicita una retransmisioacuten de la trama
ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
La funcioacuten de encapsulacioacuten y desencapsulacioacuten de datos es llevada a cabo por la subcapa
MAC Este proceso es responsable de las funciones de direccionamiento y del chequeo de
errores
ENCAPSULADO
El encapsulado es realizado por la estacioacuten emisora El encapsulado es el acto de agregar
informacioacuten direcciones y bytes para el control de errores al comienzo y al final de la
unidad de datos transmitidos Esto es realizado luego que los datos son recibidos por la
Subcapa de control de enlace loacutegico (LLC) La informacioacuten antildeadida es necesaria para
realizar las siguientes tareas
Sincronizar la estacioacuten receptora con la sentildeal
Indicar el comienzo y el fin de la trama
Identificar las direcciones tanto de la estacioacuten emisora como la receptora
Detectar errores en la transmisioacuten
Ejemplo ENCAPSULADO DE DATOS EN EL MODELO DE REFERENCIA OSI
Lo que sigue es una descripcioacuten del proceso de encapsulado de datos en una pila de
protocolo en nuestro caso TCPIP
Las capas del modelo osi se comunican entre siacute utilizando las PDU (protocol data unit) que
especifican que informacioacuten debe agregarse como encabezado o final de los datos que
ingresan a la capa Analizamos el paso de los datos por las 4 uacuteltimas capas del modelo
( transporte red enlace de datos fiacutesica)
Cuando los datos bajan de la capa sesioacuten la PDU de la capa de transporte exige el
agregado del encabezado de protocolo TCP La capa siguiente agrega el encabezado IP Al
bajar a la capa de Enlace el encabezado que se agrega depende de la implementacioacuten de
Ethernet que se esteacute utilizando Si la implementacioacuten es ETHERNET II se agrega solamente
un encabezado MAC si la implementacioacuten es IEEE 8023 8022 se agregan 2
encabezados LLC de la subcapa superior (Logical Link Control) y MAC (Media Access
Control) de la subcapa inferior para luego pasar a la capa Fiacutesica convertido en sentildeales
eleacutectricas
DESENCAPSULADO
El desencapsulado es realizado por la estacioacuten receptora Cuando es recibida una trama la
estacioacuten receptora es responsable de realizar las siguientes tareas
Reconocer la direccioacuten de destino y determinar si coincide con su propia direccioacuten
Realizar la verificacioacuten de errores
Remover la informacioacuten de control que fue antildeadida por la funcioacuten de encapsulado
de datos en la estacioacuten emisora
ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
La funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es realizada por la subcapa MAC
En la estacioacuten emisora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable de
determinar si el canal de comunicacioacuten se encuentra disponible Si el canal se encuentra
disponible puede iniciarse la transmisioacuten de datos
Adicionalote la funcioacuten de administracioacuten es responsable de determinar que accioacuten
deberaacute tomarse en caso de detectarse una colisioacuten y cuando intentaraacute retransmitir
En la estacioacuten receptora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable
de realizar las comprobaciones de validacioacuten en la trama antes de pasarla a la funcioacuten de
desencapsulado
CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
La funcioacuten de codificacioacutendecodificacioacuten es realizada en la capa fiacutesica Esta funcioacuten es
responsable de obtener la forma eleacutectrica u oacuteptica de los datos que se van a transmitir en
el medio
La codificacioacuten de datos es realizada por la estacioacuten emisora Esta es responsable de
traducir los bits a sus correspondientes sentildeales eleacutectricas u oacutepticas para ser trasladadas a
traveacutes del medio Adicionalmente esta funcioacuten es responsable de escuchar el medio y
notificar al la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio si el medio se encuentra libre
ocupado o se ha detectado una colisioacuten
veremos algunas teacutecnicas para codificar datos en sentildeales digitales Recordemos que una
sentildeal digital es una secuencia de niveles de tensioacuten discretos cada uno de ellos es un
elemento de la sentildeal Las teacutecnicas de codificacioacuten convierten cada bit de datos 0 o 1 en
elementos de sentildeal buscando ciertas ventajas o caracteriacutestica de la misma
iquestQueacute es lo que buscamos cuando queremos transmitir Pues de normal que la velocidad
de transmisioacuten sea elevada y que el nuacutemero de errores pequentildeo Pero tambieacuten que el
medio que utilicemos sea barato Por desgracia todo a la vez es imposible canales con
mayor ancho de banda aumentaraacuten la velocidad de transmisioacuten y si estaacuten bien
apantallados podraacuten transmitir a grandes distancias sin apenas ruido iexclpero eso es muy
caro iquestDe queacute manera puede ayudar la forma de la sentildeal
(Un poco maacutes de
vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten
soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos
lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas
Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama
transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos
La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la
traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits
TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con
un indicador de sentildeal de comienzo de la trama
El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito
de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de
transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el
direccionamiento
El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten
Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas
El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos
emisor y receptor
El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos
El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits
10101011
Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener
una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y
destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada
El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten
dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es
conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de
multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es
conocida como direccioacuten de difusioacuten
La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten
El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a
continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los
casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)
El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud
variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes
4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)
Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red
Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits
transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un
nuacutemero negativo y una potencia de 10
Se calcula con la siguiente formula
BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS
Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por
ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3
actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER
se consigue tiacutepicamente en 10^ -12
VALORES DE BER TIPICOS
Ethernet 10BASE-5 lt10^-8
Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10
Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11
Fiber Channel SONETSDHlt10^-12
GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8
CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7
5 TOPOLOGIAS
Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los
diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos
especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden
interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental
que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los
diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La
topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el
nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc
Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea
1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y
cableado (los medios) en la red
2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del
medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y
transmisioacuten de tokens (Token Ring)
3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones
La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia
todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para
utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento
en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten
de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a
cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la
red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host
y el proceso se vuelve a repetir
Topologiacutea de la Red Ethernet
La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo
de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se
conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos
forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal
La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el
cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de
cableado
TOPOLOGIA EN BUS
La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo
segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la
combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta
estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y
no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo
de estaciones de la red se fija en 1024
Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media
pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es
completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la
red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet
pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que
transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros
10-BASE-5
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto
Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados
transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo
agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del
cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la
estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la
interfaz se comunica con la computadora
Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que
acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una
tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el
transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso
llevar un microprocesador para controlar las transferencias
Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores
BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC
conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces
utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es
maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es
de 185 metros
10-BASE-2
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador
Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca
un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el
conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los
extremos si este se conecta directamente a un repetidor
TOPOLOGIA EN ESTRELLA
El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que
cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese
segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en
estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a
un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una
para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El
cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado
El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la
expansioacuten de la red
CONECTOR RJ-45
Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de
ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los
pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En
algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo
se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador
sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs
utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red
10-BASE-T
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico
Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas
10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios
Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia
entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-
BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con
un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red
Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se
puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la
conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos
casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores
5 Trama de red
En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de
datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos
especialmente en el Nivel de enlace de datos
Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten
chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de
datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel
de red
Formato de la trama de Ethernet
Trama DIX
Ethernet
Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS
8 bytes 6 bytes6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes
2 oacute 4
bytes
Trama IEEE
8023
Preaacutembul
oSOF Destino Origen
Longitu
dDatos Relleno FCS
7 bytes1
byte6 bytes
6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes4 bytes
Preaacutembulo
Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y
estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo
es
10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010
Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester
representan una forma de onda perioacutedica
SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama
Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s
consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes
significativo del campo de direccioacuten MAC de destino
Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor
debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF
Direccioacuten de destino
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se
enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast
o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar
si debe aceptar el paquete
Direccioacuten de origen
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se
enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la
direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos
Tipo
Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el
paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos
interpreta este campo
Datos
Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de
valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este
campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de
niveles superiores
FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)
Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de
Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el
receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la
trama
Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama
- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica
- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y
realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un
byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios
- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de
datos para obtener una suma
7 componentes de Ethernet
Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio
Ethernet a mano maacutes apropiado
Hay cuatro tipos principales de medios en uso
Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5
Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en
determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)
Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04
pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)
relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta
su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o
grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero
permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias
Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2
Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar
Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas
(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en
empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a
interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso
Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)
sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero
requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino
tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se
utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos
Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T
Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla
adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes
frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco
mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo
del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su
costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con
plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin
embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias
electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado
con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps
Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-
repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las
aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o
10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las
situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una
preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes
cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica
La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de
longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que
de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre
Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que
seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se
puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten
Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la
flexibilidad de la tecnologiacutea
Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de
paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation
Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE
liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha
vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan
Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el
disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene
aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una
resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir
la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas
Figura 1
El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura
1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes
electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras
que se comunican en la red
La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un
dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un
transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del
cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre
un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada
en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro
del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se
corte y se inserte una lsquoTrsquo
Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un
transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio
del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador
anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta
madre) y se conecta con el transceptor
Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra
fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las
sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite
la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute
en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato
digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el
transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente
llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la
potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la
operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o
recibiendo
Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las
intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema
operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta
instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la
transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido
finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple
dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede
contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria
de la computadora y el cable ether)
En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de
una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e
instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura
2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante
Figura 2
Capacidad de las redes Ethernet
El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden
transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una
computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red
no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar
datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico
total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y
pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace
posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa
que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por
ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o
muchas computadoras que generan cargas ligeras
La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE
8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo
suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles
Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El
propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red
sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una
longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo
el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama
La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se
encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que
es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser
transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por
un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se
encuentran en el campo da datos
La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de
direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023
permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite
solo direcciones de 6 Bytes
El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE
8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet
Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de
los cables utilizados
10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet
10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet
10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una
velocidad de 10 Mbps
100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica
multimodo (la F es por Fiber)
100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)
1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad
de 1 gigabite por segundo
1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S
es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)
1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L
es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)
Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado
Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del
nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran
aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de
legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces
de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor
adaptacioacuten y transicioacuten
Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos
Velocidad de transmisioacuten
- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea
Tipo de cable
- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea
Longitud maacutexima
- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones
repetidoras)
Topologiacutea
- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados
con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o
switches (estrella conmutada)
A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes
importantes
Tecnologiacuteas Ethernet
Tecnologiacutea
Velocidad de
transmisioacuten Tipo de cable
Distancia
maacutexima Topologiacutea
10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)
10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m
Estrella (Hub o
Switch)
10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o
Switch)
100BaseT4 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 3UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseTX 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 5UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m
No permite el uso de
hubs
1000BaseT 1000Mbps
4 pares trenzado
(categoriacutea 5e oacute
6UTP ) 100 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseSX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(multimodo) 550 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseLX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(monomodo) 5000 m
Estrella Full Duplex
(switch)
10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los
estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad
nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet
El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y
WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en
una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023
Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten
8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN
PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se
puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103
Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas
Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c
10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre
cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo
del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica
multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)
10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand
4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un
router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance
10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre
240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra
mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm
10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra
mono-modo (usando 1310nm)
10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre
fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido
interfaces enchufables de hasta 80-km
10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625
microm
10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado
para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera
SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-
ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas
distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)
Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado
principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin
embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par
trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada
para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-
duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex
Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes
Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802
10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten
comercial
La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las
especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para
Ethernet de 100 Mbps
Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes
apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios
productos en el mercado
Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones
1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de
sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la
transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado
100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como
veremos a continuacioacuten)
Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue
utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que
puede seguir usando los mismos cables de par trenzado
2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por
otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)
y que se denominoacute 100BaseVG
Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea
3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable
consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda
3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten
denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito
4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente
sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet
utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es
lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)
VELOCIDAD
En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea
circulan a la velocidad de 10 Mbps
Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades
superiores tanto de 20 como de 100 Mbps
Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes
de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios
usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-
Windows
De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que
actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
se ha elegido en la normalizacioacuten IEEE 8025 para redes LAN en anillo con paso de testigo
en las que se usan pares trenzados apantallados
8 Arquitectura de Ethernet
Los elementos de una red Ethernet son los nodos de red y el medio de interconexioacuten Los
nodos de red pueden clasificarse en dos grandes grupos Equipo Terminal de Datos (DTE) y
Equipo de Comunicacioacuten de Datos (DCE) Los DTE son dispositivos de red que generan o
que son el destino de los datos como las PCs las estaciones de trabajo los servidores de
archivos los servidores de impresioacuten todos son parte del grupo de las estaciones finales
Los DCE son los dispositivos de red intermediarios que reciben y retransmiten las tramas
dentro de la red pueden ser ruteadores conmutadores (switch) concentradores (hub)
repetidores o interfaces de comunicacioacuten ej un moacutedem o una tarjeta de interface
NIC o Tarjeta de Interfaz de Red|Adaptador - permite que una computadora acceda a
una red local Cada tarjeta tiene una uacutenica direccioacuten MAC que la identifica en la red
Una computadora conectada a una red se denomina nodo
Repetidor o repeater - aumenta el alcance de una conexioacuten fiacutesica recibiendo las
sentildeales y retransmitieacutendolas para evitar su degradacioacuten a traveacutes del medio de
transmisioacuten lograacutendose un alcance mayor Usualmente se usa para unir dos aacutereas
locales de igual tecnologiacutea y soacutelo tiene dos puertos Opera en la capa fiacutesica del modelo
OSI
Concentrador o hub - funciona como un repetidor pero permite la interconexioacuten de
muacuteltiples 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 ninguacuten proceso sobre las mismas Opera en la capa fiacutesica del modelo OSI
Puente o bridge - interconecta segmentos de red haciendo el cambio de frames
(tramas) entre las redes de acuerdo con una tabla de direcciones que le dice en queacute
segmento estaacute ubicada una direccioacuten MAC dada
Conexiones en un switch Ethernet
Conmutador o Switch - funciona como el bridge pero permite la interconexioacuten de
muacuteltiples segmentos de red funciona en velocidades maacutes raacutepidas y es maacutes sofisticado
Los switches pueden tener otras funcionalidades como redes virtuales y permiten su
configuracioacuten a traveacutes de la propia red Funciona baacutesicamente en la capa fiacutesica y sirve
como enlace de datos del modelo OSI Por esto son capaces de procesar informacioacuten
de las tramas su funcionalidad maacutes importante es en las tablas de direccioacuten Por ej
una computadora conectada al puerto 1 del conmutador enviacutea una trama a otra
computadora conectada al puerto 2 el switch recibe la trama y la transmite a todos
sus puertos excepto aquel por donde la recibioacute la computadora 2 recibiraacute el mensaje
y eventualmente lo responderaacute generando traacutefico en el sentido contrario ahora el
switch conoceraacute las direcciones MAC de las computadoras en el puerto 1 y 2 cuando
reciba otra trama con direccioacuten de destino de alguna de ellas soacutelo transmitiraacute la trama
a dicho puerto disminuyendo asiacute el traacutefico de la red y contribuyendo al buen
funcionamiento de la misma
Arquitectura (estructura loacutegica)
La arquitectura Ethernet puede definirse como una red de conmutacioacuten de paquetes de
acceso muacuteltiple (medio compartido) y difusioacuten amplia (Broadcast) que utiliza un medio
pasivo y sin ninguacuten control central Proporciona deteccioacuten de errores pero no
correccioacuten El acceso al medio (de transmisioacuten) estaacute gobernado desde las propias
estaciones mediante un esquema de arbitraje estadiacutestico
Los paquetes de datos transmitidos alcanzan a todas las estaciones (difusioacuten amplia)
siendo cada estacioacuten responsable de reconocer la direccioacuten contenida en cada paquete y
aceptar los que sean dirigidos a ella [3]
Ethernet realiza varias funciones que incluyen empaquetado y desempaquetado de los
datagramas manejo del enlace codificacioacuten y decodificacioacuten de datos y acceso al canal
El manejador del enlace es responsable de vigilar el mecanismo de colisiones escuchando
hasta que el medio de transmisioacuten estaacute libre antes de iniciar una transmisioacuten (solo un
usuario utiliza la transmisioacuten cada vez -Banda base-) El manejo de colisiones se realiza
deteniendo la transmisioacuten y esperando un cierto tiempo antes de intentarla de nuevo
Existe un mecanismo por el que se enviacutean paquetes a intervalos no estaacutendar lo que evita
que otras estaciones puedan comunicar Es lo que se denomina captura del canal
Funciones de la Arquitectura Ethernet
Encapsulacion de datos
Formacioacuten de la trama estableciendo la delimitacioacuten correspondiente
Direccionamiento del nodo fuente y destino
Deteccioacuten de errores en el canal de transmisioacuten
Manejo de Enlace
Asignacioacuten de canal
Resolucioacuten de contencioacuten manejando colisiones
Codificacioacuten de los Datos
Generacioacuten y extraccioacuten del preaacutembulo para fines de sincronizacioacuten
Codificacioacuten y decodificacioacuten de bits
Acceso al Canal
Transmisioacuten Recepcioacuten de los bits codificados
Sensibilidad de portadora indicando trafico sobre el canal
Deteccioacuten de colisiones indicando contencioacuten sobre el canal
Formato de Trama
En una red ethernet cada elemento del sistema tiene una direccioacuten uacutenica de 48
bits y la informacioacuten es transmitida serialmente en grupos de bits denominados
tramas Las tramas incluyen los datos a ser enviados la direccioacuten de la estacioacuten
que debe recibirlos y la direccioacuten de la estacioacuten que los transmite
Cada interface ethernet monitorea el medio de transmisioacuten antes de una
transmisioacuten para asegurar que no esteacute en uso y durante la transmisioacuten para
detectar cualquier interferencia
En caso de alguna interferencia durante la transmisioacuten las tramas son enviadas
nuevamente cuando el medio esteacute disponible Para recibir los datos cada estacioacuten
reconoce su propia direccioacuten y acepta las tramas con esa direccioacuten mientras ignora
las demaacutes
El tamantildeo de trama permitido sin incluir el preaacutembulo puede ser desde 64 a 1518
octetos Las tramas fuera de este rango son consideradas invalidas
Campos que Componen la Trama
El preaacutembulo Inicia o encabeza la trama con ocho octetos formando un patroacuten de 1010
que termina en 10101011 Este campo provee sincronizacioacuten y marca el limite de trama
Direccioacuten destino Sigue al preaacutembulo o identifica la estacioacuten destino que debe recibir la
trama mediante seis octetos que pueden definir una direccioacuten de nivel fiacutesico o muacuteltiples
direcciones lo cual es determinado mediante el bit de menos significacioacuten del primer byte
de este campo Para una direccioacuten de nivel fiacutesico este es puesto en 0 loacutegico y la misma es
uacutenica a traveacutes de toda la red ethernet Una direccioacuten muacuteltiple puede ser dirigida a un
grupo de estaciones o a todas las estaciones y tiene el bit de menos significacioacuten en 1
loacutegico Para direccionar todas las estaciones de la red todos los bits del campo de
direccioacuten destino se ponen en 1 lo cual ofrece la combinacioacuten FFFFFFFFFFFFH
Direccioacuten fuente Este campo sigue al anterior Compuesto tambieacuten por seis octetos que
identifican la estacioacuten que origina la trama
Los campos de direccioacuten son ademaacutes subdivididos Los primeros tres octetos son
asignados a un fabricante y los tres octetos siguientes son asignados por el fabricante La
tarjeta de red podriacutea venir defectuosa pero la direccioacuten del nodo debe permanecer
consistente El chip de memoria ROM que contiene la direccioacuten original puede ser
removido de una tarjeta vieja para ser insertado en una nueva tarjeta o la direccioacuten
puede ser puesta en un registro mediante el disco de diagnostico de la tarjeta de
interfaces de red (NIC) Cualquiera que sea el meacutetodo utilizado se deber ser cuidadoso
para evitar alteracioacuten alguna en la administracioacuten de la red
Tipo Este es un campo de dos octetos que siguen al campo de direccioacuten fuente y
especifican el protocolo de alto nivel utilizado en el campo de datos Algunos tipos serian
0800H para TCPIP y 0600H para XNS
Campo de dato Contiene los datos de informacioacuten y es el uacutenico que tiene una longitud de
bytes variable que puede oscilar de un miacutenimo de 46 bytes a un maacuteximo de 1500 El
contenido de ese campo es completamente arbitrario y es determinado por el protocolo
de alto nivel usado
Frame Check Secuence Este viene a ser el ultimo campo de la trama compuesto por 32
bits que son usados por la verificacioacuten de errores en la transmisioacuten mediante el meacutetodo
CRC considerando los campo de direccioacuten tipo y de dato
Caracteriacutesticas
La codificacioacuten Manchester provee una forma simple de codificar secuencias de
bits incluso cuando hay largas secuencias de periodos sin transiciones de nivel que
puedan significar la peacuterdida de sincronizacioacuten o incluso errores en las secuencias
de bits
Este tipo de codificacioacuten nos asegura que la componente continua de las sentildeales es
cero si se emplean valores positivos y negativos
La codificacioacuten Manchester es una forma de codificacioacuten altamente fiable
El requerimiento del ancho de banda para la codificacioacuten Manchester es el doble
comparado en las comunicaciones asiacutencronas y el espectro de la sentildeal es
considerablemente mas ancho
Definicioacuten
El estaacutendar IEEE 8023 especifica el meacutetodo de control del medio (MAC) denominado The
physical layer and the Data Link layer standardized by IEEE 8023 are intended to
correspond closely to the lowest layers of the ISO Model for Open Systems
Interconnection (see ) [3]CSMACD siglas que corresponden a Carrier Sense Multiple
Access with Collision Deteccioacuten (en espantildeol Meacutetodo de acceso Muacuteltiple por Deteccioacuten de
Portadora con Deteccioacuten de Colisiones) es una teacutecnica usada en redes Ethernet para
mejorar sus prestaciones Anteriormente a esta teacutecnica se usaron las de Aloha puro (El
protocolo ALOHA es un protocolo del nivel de enlace de datos para redes de aacuterea local con
topologiacutea de difusioacutenLa primera versioacuten del protocolo era baacutesica
Si tienes datos que enviar enviacutealos
Si el mensaje colisiona con otra transmisioacuten intenta reenviarlos maacutes tarde)
Tambien usaron el Aloha ranurado (con la uacutenica diferencia de que las estaciones soacutelo
pueden transmitir en unos determinados instantes de tiempo o slotspero ambas
presentaban muy bajas prestaciones Por eso aparecioacute en primer lugar la teacutecnica
CSMA (el escuchar el medio para saber si existe presencia de portadora en los
momentos en los que se ocupa el canal
El fin es evitar colisiones es decir que dos host hablen al mismo tiempo Por otro lado
define el procedimento que estos dos host deben seguir si llegasen a usar el mismo
medio de forma simultaacutenea)
CSMACD sucede cuando se utiliza un medio de acceso muacuteltiple y que la estacioacuten que
desea emitir previamente escucha el canal antes de emitir Lo cual es el protocolo de
sentildeal eleacutectrica
TIPOS DE PROTOCOLOS CON DETECCIOacuteN DE PORTADORA
En los mecanismos de acceso al medio con deteccioacuten de portadora como los CSMA
(Carrier Sense Multiple Access) el control de acceso al medio de transmisioacuten se distribuye
completamente entre todas las estaciones Una estacioacuten que quiere transmitir escucha la
liacutenea para detectar si otra estaacute transmitiendo Si el canal estaacute vaciacuteo la estacioacuten transmite
pero si estaacute ocupado debe esperar un cierto tiempo antes de intentarlo de nuevo Hay tres
algoritmos para determinar cuando se vuelve a intentar la transmisioacuten tras encontrar
ocupado el canal
CSMA 1-PERSISTENTE
CSMA NO PERSISTENTE
CSMA P-PERSISTENTE
CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN
CSMA 1-PERSISTENTE
El protocolo CSMA 1-persistente funciona de la siguiente forma cuando tiene que
transmitir un frame primero escucha el canal y si estaacute libre enviacutea el frame caso contrario
espera a que se libere y en ese momento lo enviacutea Se denomina CSMA 1-persistente
porque existe la probabilidad 1 es decir certeza de que el frame se transmitiraacute cuando el
canal esteacute libre En una situacioacuten real con alto traacutefico es muy posible que cuando un nodo
termine de transmitir existan varios esperando enviar sus datos y con CSMA 1-persistente
todos los frames seraacuten emitidos a la vez y colisionaraacuten pudieacutendose repetir el proceso
varias veces con la consiguiente degradacioacuten del rendimiento Una colisioacuten ocurriraacute
aunque no empiecen a transmitir exactamente a la vez basta simplemente con que dos
nodos empiecen a transmitir con una diferencia de tiempos menor que la distancia que los
separa ya que en tal caso ambos detectaraacuten el canal libre en el momento de iniciar la
transmisioacuten Se deduce entonces que en este tipo de redes el retardo de propagacioacuten de
la sentildeal puede tener un efecto importante en el rendimiento El rendimiento obtenido con
este protocolo puede llegar al 55 con un grado de ocupacioacuten del 100
CSMA NO PERSISTENTE
Antes de enviar se escucha el canal si el canal estaacute libre se transmite el frame Si estaacute
ocupado en vez de quedarse escuchando se espera un tiempo aleatorio que viene dado
por un algoritmo llamado de backoff despueacutes del cual se repite el proceso El protocolo
tiene una menor eficiencia que CSMA 1-persistente para traacuteficos moderados pues
introduce una mayor latencia sin embargo se comporta mejor en situaciones de traacutefico
intenso ya que evita las colisiones producidas por las estaciones que se encuentran a la
espera de que termine la transmisioacuten de un frame en un momento dado
CSMA P-PERSISTENTE
Utiliza intervalos de tiempo y funciona de la siguiente manera cuando el nodo tiene
algo que enviar primero escucha el canal si estaacute ocupado espera un tiempo aleatorio
Cuando el canal estaacute libre se selecciona un nuacutemero aleatorio con distribucioacuten uniforme
entre 0 y 1 si el nuacutemero es menor que p el frame es transmitido En caso contrario se
espera el siguiente slot de tiempo para transmitir y repite el algoritmo hasta que el frame
es transmitido o bien otro nodo utiliza en canal en cuyo caso se espera un tiempo
aleatorio y empieza de nuevo el proceso desde el principio La eficiencia del protocolo es
en general superior a la de CSMA 1-persistente y CSMA no persistente
CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN
Un problema con los protocolos anteriores es que una vez se ha empezado a transmitir
un frame se sigue transmitiendo auacuten cuando se detecte una colisioacuten Como es maacutes
eficiente dejar de transmitir y esperar un tiempo aleatorio para volver a hacerlo los
protocolos de acceso muacuteltiple por deteccioacuten de portadora con deteccioacuten de colisiones o
CSMACD implementan esta mejora
Estados de
una red CSMACD
En una red CSMACD la uacutenica circunstancia en la que puede producirse una colisioacuten es
cuando dos hosts empiezan a transmitir a la vez o con una diferencia de tiempo lo
bastante pequentildea como para que la sentildeal de uno no haya podido llegar al otro antes de
que eacuteste empiece a transmitir En palabras simples el nodo no alcanzoacute a escuchar que
otro nodo ya comenzoacute la transmisioacuten producto del retardo de propagacioacuten de la sentildeal
A este periodo de tiempo se le llama PERIODO DE CONTIENDA y corresponde a uno de
los tres posibles estados que tiene una red CSMACD los otros dos estados son los de
transmisioacuten y estado libre
Deteccioacuten de portadora
La deteccioacuten de portadora es utilizada para escuchar al medio (la portadora) para ver si se
encuentra libre Si la portadora se encuentra libre los datos son pasados a la capa fiacutesica
para su transmisioacuten Si la portadora estaacute ocupada se monitorea hasta que se libere
Deteccioacuten de colisiones
Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten
Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto
ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten
La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se
enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
Caracteriacutesticas de CSMACD
1 El primer paso a la hora de transmitir seraacute saber si el medio estaacute libre Para eso
escuchamos lo que dicen los demaacutes Si el medio esta tranquilo (ninguna otra estacioacuten esta
transmitiendo) se enviacutea la transmisioacuten
2 Cuando dos o maacutes estaciones tienen mensajes para enviar es posible que transmitan casi
en el mismo instante resultando en una colisioacuten en la red
3 Cuando se produce una colisioacuten todas las estaciones receptoras ignoran la transmisioacuten
confusa
4 Si un dispositivo de transmisioacuten detecta una colisioacuten enviacutea una sentildeal de expansioacuten para
notificar a todos los dispositivos conectados que ha ocurrido una colisioacutendenominada
jamming
5 Las estaciones transmisoras detienen sus transmisiones tan pronto como detectan la
colisioacuten
6 Despueacutes de una colisioacuten (Los host que intervienen en la colisioacuten invocan un algoritmo de
postergacioacuten que genera un tiempo aleatorio) las estaciones esperan un tiempo aleatorio
(tiempo de backoff) para volver a transmitir una trama
En el meacutetodo de acceso CSMACD los dispositivos de red que tienen datos para transmitir
funcionan en el modo escuchar antes de transmitir Esto significa que cuando un nodo
desea enviar datos primero debe determinar si los medios de red estaacuten ocupados o no
En redes inalaacutembricas resulta a veces complicado llevar a cabo el primer paso (escuchar al
medio para determinar si estaacute libre o no) Por este motivo surgen dos problemas que
pueden ser detectados
1 Problema del nodo oculto la estacioacuten cree que el medio estaacute libre cuando en
realidad no lo estaacute pues estaacute siendo utilizado por otro nodo al que la estacioacuten no
oye
2 Problema del nodo expuesto la estacioacuten cree que el medio estaacute ocupado
cuando en realidad lo estaacute ocupando otro nodo que no interfeririacutea en su
transmisioacuten a otro destino
Para resolver estos problemas la IEEE 80211 propone MACA (MultiAccess Collision
Avoidance ndash Evitacioacuten de Colisioacuten por Acceso Muacuteltiple)
CSMA CD Meacutetodo de acceso capacidades funcionales
El siguiente resumen muestra una referencia raacutepida de las
capacidades funcionales de CSMA CD sublayer MAC
En el marco de la transmisioacuten
aceptar los datos de la LLC sublayer y construir un marco
Presentar una serie de bits de datos a la capa fiacutesica para la
transmisioacuten en el medio
En el marco de la recepcioacuten
recibir una serie de bits de datos a partir de la capa fiacutesica
presentar a la LLC (enlace logico de control)sublayer marcos
aplazar el enviacuteo de un flujo de bits de serie cada vez que el
soporte fiacutesico estaacute ocupado
FCS adecuado antildeadir valor a los marcos de salida y verificar la
alineacioacuten completa octeto frontera
controles de los marcos de errores de transmisioacuten por medio
de FCS y verifica la alineacioacuten octeto frontera
retrasar la transmisioacuten de bits de marco para el intervalo
entre periacuteodo especificado
detener la transmisioacuten cuando se detecte colisioacuten
se garantiza la propagacioacuten en toda la red mediante el enviacuteo
de mensaje de atasco
descartar la transmisioacuten que se recibieron menos de una
longitud miacutenima
TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con
un indicador de sentildeal de comienzo de la trama
El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito
de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de
transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el
direccionamiento
El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten
Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas
El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos
emisor y receptor
El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos
Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener
una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y
destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada
El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten
dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es
conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de
multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es
Conocida como direccioacuten de difusioacuten
La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten
El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a
continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los
casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)
El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud
variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes
Un campo pad o campo de relleno es usado para asegurar que la trama alcance la
longitud miacutenima requerida Una trama debe contener miacutenimo un nuacutemero de bytes
para que las estaciones puedan detectar las colisiones con precisioacuten
Una secuencia de chequeo de trama es utilizada como mecanismo de control de
errores
Cuando el dispositivo emisor ensambla la trama realiza un caacutelculo en los bits de la
trama El algoritmo usado para realizar este caacutelculo siempre genera como salida un
valor de 4 bytes El dispositivo emisor almacena este valor en el campo de chequeo
de secuencia de la trama
Cuando el receptor recibe la trama realiza el mismo caacutelculo y compara el resultado
con el del campo de chequeo de secuencia de la trama Si los dos valores
coinciden la transmisioacuten se asume como correcta Si los dos valores son
diferentes el dispositivo de destino solicita una retransmisioacuten de la trama
ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
La funcioacuten de encapsulacioacuten y desencapsulacioacuten de datos es llevada a cabo por la subcapa
MAC Este proceso es responsable de las funciones de direccionamiento y del chequeo de
errores
ENCAPSULADO
El encapsulado es realizado por la estacioacuten emisora El encapsulado es el acto de agregar
informacioacuten direcciones y bytes para el control de errores al comienzo y al final de la
unidad de datos transmitidos Esto es realizado luego que los datos son recibidos por la
Subcapa de control de enlace loacutegico (LLC) La informacioacuten antildeadida es necesaria para
realizar las siguientes tareas
Sincronizar la estacioacuten receptora con la sentildeal
Indicar el comienzo y el fin de la trama
Identificar las direcciones tanto de la estacioacuten emisora como la receptora
Detectar errores en la transmisioacuten
Ejemplo ENCAPSULADO DE DATOS EN EL MODELO DE REFERENCIA OSI
Lo que sigue es una descripcioacuten del proceso de encapsulado de datos en una pila de
protocolo en nuestro caso TCPIP
Las capas del modelo osi se comunican entre siacute utilizando las PDU (protocol data unit) que
especifican que informacioacuten debe agregarse como encabezado o final de los datos que
ingresan a la capa Analizamos el paso de los datos por las 4 uacuteltimas capas del modelo
( transporte red enlace de datos fiacutesica)
Cuando los datos bajan de la capa sesioacuten la PDU de la capa de transporte exige el
agregado del encabezado de protocolo TCP La capa siguiente agrega el encabezado IP Al
bajar a la capa de Enlace el encabezado que se agrega depende de la implementacioacuten de
Ethernet que se esteacute utilizando Si la implementacioacuten es ETHERNET II se agrega solamente
un encabezado MAC si la implementacioacuten es IEEE 8023 8022 se agregan 2
encabezados LLC de la subcapa superior (Logical Link Control) y MAC (Media Access
Control) de la subcapa inferior para luego pasar a la capa Fiacutesica convertido en sentildeales
eleacutectricas
DESENCAPSULADO
El desencapsulado es realizado por la estacioacuten receptora Cuando es recibida una trama la
estacioacuten receptora es responsable de realizar las siguientes tareas
Reconocer la direccioacuten de destino y determinar si coincide con su propia direccioacuten
Realizar la verificacioacuten de errores
Remover la informacioacuten de control que fue antildeadida por la funcioacuten de encapsulado
de datos en la estacioacuten emisora
ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
La funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es realizada por la subcapa MAC
En la estacioacuten emisora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable de
determinar si el canal de comunicacioacuten se encuentra disponible Si el canal se encuentra
disponible puede iniciarse la transmisioacuten de datos
Adicionalote la funcioacuten de administracioacuten es responsable de determinar que accioacuten
deberaacute tomarse en caso de detectarse una colisioacuten y cuando intentaraacute retransmitir
En la estacioacuten receptora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable
de realizar las comprobaciones de validacioacuten en la trama antes de pasarla a la funcioacuten de
desencapsulado
CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
La funcioacuten de codificacioacutendecodificacioacuten es realizada en la capa fiacutesica Esta funcioacuten es
responsable de obtener la forma eleacutectrica u oacuteptica de los datos que se van a transmitir en
el medio
La codificacioacuten de datos es realizada por la estacioacuten emisora Esta es responsable de
traducir los bits a sus correspondientes sentildeales eleacutectricas u oacutepticas para ser trasladadas a
traveacutes del medio Adicionalmente esta funcioacuten es responsable de escuchar el medio y
notificar al la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio si el medio se encuentra libre
ocupado o se ha detectado una colisioacuten
veremos algunas teacutecnicas para codificar datos en sentildeales digitales Recordemos que una
sentildeal digital es una secuencia de niveles de tensioacuten discretos cada uno de ellos es un
elemento de la sentildeal Las teacutecnicas de codificacioacuten convierten cada bit de datos 0 o 1 en
elementos de sentildeal buscando ciertas ventajas o caracteriacutestica de la misma
iquestQueacute es lo que buscamos cuando queremos transmitir Pues de normal que la velocidad
de transmisioacuten sea elevada y que el nuacutemero de errores pequentildeo Pero tambieacuten que el
medio que utilicemos sea barato Por desgracia todo a la vez es imposible canales con
mayor ancho de banda aumentaraacuten la velocidad de transmisioacuten y si estaacuten bien
apantallados podraacuten transmitir a grandes distancias sin apenas ruido iexclpero eso es muy
caro iquestDe queacute manera puede ayudar la forma de la sentildeal
(Un poco maacutes de
vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten
soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos
lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas
Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama
transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos
La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la
traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits
TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con
un indicador de sentildeal de comienzo de la trama
El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito
de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de
transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el
direccionamiento
El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten
Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas
El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos
emisor y receptor
El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos
El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits
10101011
Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener
una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y
destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada
El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten
dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es
conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de
multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es
conocida como direccioacuten de difusioacuten
La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten
El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a
continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los
casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)
El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud
variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes
4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)
Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red
Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits
transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un
nuacutemero negativo y una potencia de 10
Se calcula con la siguiente formula
BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS
Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por
ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3
actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER
se consigue tiacutepicamente en 10^ -12
VALORES DE BER TIPICOS
Ethernet 10BASE-5 lt10^-8
Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10
Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11
Fiber Channel SONETSDHlt10^-12
GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8
CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7
5 TOPOLOGIAS
Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los
diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos
especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden
interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental
que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los
diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La
topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el
nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc
Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea
1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y
cableado (los medios) en la red
2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del
medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y
transmisioacuten de tokens (Token Ring)
3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones
La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia
todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para
utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento
en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten
de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a
cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la
red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host
y el proceso se vuelve a repetir
Topologiacutea de la Red Ethernet
La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo
de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se
conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos
forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal
La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el
cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de
cableado
TOPOLOGIA EN BUS
La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo
segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la
combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta
estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y
no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo
de estaciones de la red se fija en 1024
Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media
pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es
completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la
red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet
pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que
transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros
10-BASE-5
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto
Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados
transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo
agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del
cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la
estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la
interfaz se comunica con la computadora
Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que
acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una
tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el
transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso
llevar un microprocesador para controlar las transferencias
Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores
BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC
conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces
utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es
maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es
de 185 metros
10-BASE-2
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador
Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca
un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el
conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los
extremos si este se conecta directamente a un repetidor
TOPOLOGIA EN ESTRELLA
El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que
cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese
segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en
estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a
un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una
para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El
cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado
El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la
expansioacuten de la red
CONECTOR RJ-45
Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de
ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los
pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En
algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo
se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador
sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs
utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red
10-BASE-T
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico
Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas
10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios
Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia
entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-
BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con
un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red
Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se
puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la
conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos
casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores
5 Trama de red
En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de
datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos
especialmente en el Nivel de enlace de datos
Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten
chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de
datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel
de red
Formato de la trama de Ethernet
Trama DIX
Ethernet
Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS
8 bytes 6 bytes6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes
2 oacute 4
bytes
Trama IEEE
8023
Preaacutembul
oSOF Destino Origen
Longitu
dDatos Relleno FCS
7 bytes1
byte6 bytes
6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes4 bytes
Preaacutembulo
Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y
estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo
es
10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010
Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester
representan una forma de onda perioacutedica
SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama
Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s
consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes
significativo del campo de direccioacuten MAC de destino
Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor
debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF
Direccioacuten de destino
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se
enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast
o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar
si debe aceptar el paquete
Direccioacuten de origen
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se
enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la
direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos
Tipo
Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el
paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos
interpreta este campo
Datos
Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de
valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este
campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de
niveles superiores
FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)
Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de
Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el
receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la
trama
Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama
- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica
- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y
realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un
byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios
- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de
datos para obtener una suma
7 componentes de Ethernet
Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio
Ethernet a mano maacutes apropiado
Hay cuatro tipos principales de medios en uso
Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5
Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en
determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)
Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04
pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)
relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta
su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o
grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero
permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias
Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2
Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar
Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas
(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en
empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a
interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso
Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)
sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero
requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino
tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se
utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos
Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T
Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla
adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes
frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco
mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo
del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su
costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con
plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin
embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias
electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado
con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps
Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-
repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las
aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o
10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las
situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una
preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes
cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica
La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de
longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que
de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre
Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que
seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se
puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten
Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la
flexibilidad de la tecnologiacutea
Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de
paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation
Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE
liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha
vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan
Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el
disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene
aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una
resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir
la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas
Figura 1
El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura
1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes
electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras
que se comunican en la red
La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un
dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un
transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del
cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre
un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada
en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro
del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se
corte y se inserte una lsquoTrsquo
Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un
transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio
del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador
anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta
madre) y se conecta con el transceptor
Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra
fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las
sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite
la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute
en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato
digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el
transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente
llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la
potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la
operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o
recibiendo
Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las
intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema
operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta
instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la
transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido
finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple
dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede
contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria
de la computadora y el cable ether)
En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de
una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e
instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura
2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante
Figura 2
Capacidad de las redes Ethernet
El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden
transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una
computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red
no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar
datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico
total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y
pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace
posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa
que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por
ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o
muchas computadoras que generan cargas ligeras
La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE
8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo
suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles
Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El
propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red
sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una
longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo
el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama
La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se
encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que
es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser
transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por
un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se
encuentran en el campo da datos
La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de
direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023
permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite
solo direcciones de 6 Bytes
El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE
8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet
Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de
los cables utilizados
10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet
10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet
10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una
velocidad de 10 Mbps
100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica
multimodo (la F es por Fiber)
100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)
1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad
de 1 gigabite por segundo
1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S
es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)
1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L
es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)
Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado
Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del
nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran
aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de
legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces
de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor
adaptacioacuten y transicioacuten
Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos
Velocidad de transmisioacuten
- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea
Tipo de cable
- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea
Longitud maacutexima
- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones
repetidoras)
Topologiacutea
- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados
con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o
switches (estrella conmutada)
A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes
importantes
Tecnologiacuteas Ethernet
Tecnologiacutea
Velocidad de
transmisioacuten Tipo de cable
Distancia
maacutexima Topologiacutea
10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)
10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m
Estrella (Hub o
Switch)
10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o
Switch)
100BaseT4 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 3UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseTX 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 5UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m
No permite el uso de
hubs
1000BaseT 1000Mbps
4 pares trenzado
(categoriacutea 5e oacute
6UTP ) 100 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseSX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(multimodo) 550 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseLX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(monomodo) 5000 m
Estrella Full Duplex
(switch)
10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los
estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad
nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet
El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y
WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en
una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023
Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten
8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN
PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se
puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103
Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas
Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c
10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre
cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo
del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica
multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)
10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand
4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un
router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance
10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre
240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra
mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm
10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra
mono-modo (usando 1310nm)
10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre
fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido
interfaces enchufables de hasta 80-km
10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625
microm
10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado
para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera
SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-
ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas
distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)
Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado
principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin
embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par
trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada
para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-
duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex
Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes
Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802
10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten
comercial
La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las
especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para
Ethernet de 100 Mbps
Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes
apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios
productos en el mercado
Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones
1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de
sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la
transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado
100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como
veremos a continuacioacuten)
Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue
utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que
puede seguir usando los mismos cables de par trenzado
2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por
otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)
y que se denominoacute 100BaseVG
Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea
3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable
consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda
3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten
denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito
4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente
sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet
utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es
lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)
VELOCIDAD
En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea
circulan a la velocidad de 10 Mbps
Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades
superiores tanto de 20 como de 100 Mbps
Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes
de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios
usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-
Windows
De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que
actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
ethernet por uno de sus puertos y la repite por todos sus puertos restantes sin
ejecutar ninguacuten proceso sobre las mismas Opera en la capa fiacutesica del modelo OSI
Puente o bridge - interconecta segmentos de red haciendo el cambio de frames
(tramas) entre las redes de acuerdo con una tabla de direcciones que le dice en queacute
segmento estaacute ubicada una direccioacuten MAC dada
Conexiones en un switch Ethernet
Conmutador o Switch - funciona como el bridge pero permite la interconexioacuten de
muacuteltiples segmentos de red funciona en velocidades maacutes raacutepidas y es maacutes sofisticado
Los switches pueden tener otras funcionalidades como redes virtuales y permiten su
configuracioacuten a traveacutes de la propia red Funciona baacutesicamente en la capa fiacutesica y sirve
como enlace de datos del modelo OSI Por esto son capaces de procesar informacioacuten
de las tramas su funcionalidad maacutes importante es en las tablas de direccioacuten Por ej
una computadora conectada al puerto 1 del conmutador enviacutea una trama a otra
computadora conectada al puerto 2 el switch recibe la trama y la transmite a todos
sus puertos excepto aquel por donde la recibioacute la computadora 2 recibiraacute el mensaje
y eventualmente lo responderaacute generando traacutefico en el sentido contrario ahora el
switch conoceraacute las direcciones MAC de las computadoras en el puerto 1 y 2 cuando
reciba otra trama con direccioacuten de destino de alguna de ellas soacutelo transmitiraacute la trama
a dicho puerto disminuyendo asiacute el traacutefico de la red y contribuyendo al buen
funcionamiento de la misma
Arquitectura (estructura loacutegica)
La arquitectura Ethernet puede definirse como una red de conmutacioacuten de paquetes de
acceso muacuteltiple (medio compartido) y difusioacuten amplia (Broadcast) que utiliza un medio
pasivo y sin ninguacuten control central Proporciona deteccioacuten de errores pero no
correccioacuten El acceso al medio (de transmisioacuten) estaacute gobernado desde las propias
estaciones mediante un esquema de arbitraje estadiacutestico
Los paquetes de datos transmitidos alcanzan a todas las estaciones (difusioacuten amplia)
siendo cada estacioacuten responsable de reconocer la direccioacuten contenida en cada paquete y
aceptar los que sean dirigidos a ella [3]
Ethernet realiza varias funciones que incluyen empaquetado y desempaquetado de los
datagramas manejo del enlace codificacioacuten y decodificacioacuten de datos y acceso al canal
El manejador del enlace es responsable de vigilar el mecanismo de colisiones escuchando
hasta que el medio de transmisioacuten estaacute libre antes de iniciar una transmisioacuten (solo un
usuario utiliza la transmisioacuten cada vez -Banda base-) El manejo de colisiones se realiza
deteniendo la transmisioacuten y esperando un cierto tiempo antes de intentarla de nuevo
Existe un mecanismo por el que se enviacutean paquetes a intervalos no estaacutendar lo que evita
que otras estaciones puedan comunicar Es lo que se denomina captura del canal
Funciones de la Arquitectura Ethernet
Encapsulacion de datos
Formacioacuten de la trama estableciendo la delimitacioacuten correspondiente
Direccionamiento del nodo fuente y destino
Deteccioacuten de errores en el canal de transmisioacuten
Manejo de Enlace
Asignacioacuten de canal
Resolucioacuten de contencioacuten manejando colisiones
Codificacioacuten de los Datos
Generacioacuten y extraccioacuten del preaacutembulo para fines de sincronizacioacuten
Codificacioacuten y decodificacioacuten de bits
Acceso al Canal
Transmisioacuten Recepcioacuten de los bits codificados
Sensibilidad de portadora indicando trafico sobre el canal
Deteccioacuten de colisiones indicando contencioacuten sobre el canal
Formato de Trama
En una red ethernet cada elemento del sistema tiene una direccioacuten uacutenica de 48
bits y la informacioacuten es transmitida serialmente en grupos de bits denominados
tramas Las tramas incluyen los datos a ser enviados la direccioacuten de la estacioacuten
que debe recibirlos y la direccioacuten de la estacioacuten que los transmite
Cada interface ethernet monitorea el medio de transmisioacuten antes de una
transmisioacuten para asegurar que no esteacute en uso y durante la transmisioacuten para
detectar cualquier interferencia
En caso de alguna interferencia durante la transmisioacuten las tramas son enviadas
nuevamente cuando el medio esteacute disponible Para recibir los datos cada estacioacuten
reconoce su propia direccioacuten y acepta las tramas con esa direccioacuten mientras ignora
las demaacutes
El tamantildeo de trama permitido sin incluir el preaacutembulo puede ser desde 64 a 1518
octetos Las tramas fuera de este rango son consideradas invalidas
Campos que Componen la Trama
El preaacutembulo Inicia o encabeza la trama con ocho octetos formando un patroacuten de 1010
que termina en 10101011 Este campo provee sincronizacioacuten y marca el limite de trama
Direccioacuten destino Sigue al preaacutembulo o identifica la estacioacuten destino que debe recibir la
trama mediante seis octetos que pueden definir una direccioacuten de nivel fiacutesico o muacuteltiples
direcciones lo cual es determinado mediante el bit de menos significacioacuten del primer byte
de este campo Para una direccioacuten de nivel fiacutesico este es puesto en 0 loacutegico y la misma es
uacutenica a traveacutes de toda la red ethernet Una direccioacuten muacuteltiple puede ser dirigida a un
grupo de estaciones o a todas las estaciones y tiene el bit de menos significacioacuten en 1
loacutegico Para direccionar todas las estaciones de la red todos los bits del campo de
direccioacuten destino se ponen en 1 lo cual ofrece la combinacioacuten FFFFFFFFFFFFH
Direccioacuten fuente Este campo sigue al anterior Compuesto tambieacuten por seis octetos que
identifican la estacioacuten que origina la trama
Los campos de direccioacuten son ademaacutes subdivididos Los primeros tres octetos son
asignados a un fabricante y los tres octetos siguientes son asignados por el fabricante La
tarjeta de red podriacutea venir defectuosa pero la direccioacuten del nodo debe permanecer
consistente El chip de memoria ROM que contiene la direccioacuten original puede ser
removido de una tarjeta vieja para ser insertado en una nueva tarjeta o la direccioacuten
puede ser puesta en un registro mediante el disco de diagnostico de la tarjeta de
interfaces de red (NIC) Cualquiera que sea el meacutetodo utilizado se deber ser cuidadoso
para evitar alteracioacuten alguna en la administracioacuten de la red
Tipo Este es un campo de dos octetos que siguen al campo de direccioacuten fuente y
especifican el protocolo de alto nivel utilizado en el campo de datos Algunos tipos serian
0800H para TCPIP y 0600H para XNS
Campo de dato Contiene los datos de informacioacuten y es el uacutenico que tiene una longitud de
bytes variable que puede oscilar de un miacutenimo de 46 bytes a un maacuteximo de 1500 El
contenido de ese campo es completamente arbitrario y es determinado por el protocolo
de alto nivel usado
Frame Check Secuence Este viene a ser el ultimo campo de la trama compuesto por 32
bits que son usados por la verificacioacuten de errores en la transmisioacuten mediante el meacutetodo
CRC considerando los campo de direccioacuten tipo y de dato
Caracteriacutesticas
La codificacioacuten Manchester provee una forma simple de codificar secuencias de
bits incluso cuando hay largas secuencias de periodos sin transiciones de nivel que
puedan significar la peacuterdida de sincronizacioacuten o incluso errores en las secuencias
de bits
Este tipo de codificacioacuten nos asegura que la componente continua de las sentildeales es
cero si se emplean valores positivos y negativos
La codificacioacuten Manchester es una forma de codificacioacuten altamente fiable
El requerimiento del ancho de banda para la codificacioacuten Manchester es el doble
comparado en las comunicaciones asiacutencronas y el espectro de la sentildeal es
considerablemente mas ancho
Definicioacuten
El estaacutendar IEEE 8023 especifica el meacutetodo de control del medio (MAC) denominado The
physical layer and the Data Link layer standardized by IEEE 8023 are intended to
correspond closely to the lowest layers of the ISO Model for Open Systems
Interconnection (see ) [3]CSMACD siglas que corresponden a Carrier Sense Multiple
Access with Collision Deteccioacuten (en espantildeol Meacutetodo de acceso Muacuteltiple por Deteccioacuten de
Portadora con Deteccioacuten de Colisiones) es una teacutecnica usada en redes Ethernet para
mejorar sus prestaciones Anteriormente a esta teacutecnica se usaron las de Aloha puro (El
protocolo ALOHA es un protocolo del nivel de enlace de datos para redes de aacuterea local con
topologiacutea de difusioacutenLa primera versioacuten del protocolo era baacutesica
Si tienes datos que enviar enviacutealos
Si el mensaje colisiona con otra transmisioacuten intenta reenviarlos maacutes tarde)
Tambien usaron el Aloha ranurado (con la uacutenica diferencia de que las estaciones soacutelo
pueden transmitir en unos determinados instantes de tiempo o slotspero ambas
presentaban muy bajas prestaciones Por eso aparecioacute en primer lugar la teacutecnica
CSMA (el escuchar el medio para saber si existe presencia de portadora en los
momentos en los que se ocupa el canal
El fin es evitar colisiones es decir que dos host hablen al mismo tiempo Por otro lado
define el procedimento que estos dos host deben seguir si llegasen a usar el mismo
medio de forma simultaacutenea)
CSMACD sucede cuando se utiliza un medio de acceso muacuteltiple y que la estacioacuten que
desea emitir previamente escucha el canal antes de emitir Lo cual es el protocolo de
sentildeal eleacutectrica
TIPOS DE PROTOCOLOS CON DETECCIOacuteN DE PORTADORA
En los mecanismos de acceso al medio con deteccioacuten de portadora como los CSMA
(Carrier Sense Multiple Access) el control de acceso al medio de transmisioacuten se distribuye
completamente entre todas las estaciones Una estacioacuten que quiere transmitir escucha la
liacutenea para detectar si otra estaacute transmitiendo Si el canal estaacute vaciacuteo la estacioacuten transmite
pero si estaacute ocupado debe esperar un cierto tiempo antes de intentarlo de nuevo Hay tres
algoritmos para determinar cuando se vuelve a intentar la transmisioacuten tras encontrar
ocupado el canal
CSMA 1-PERSISTENTE
CSMA NO PERSISTENTE
CSMA P-PERSISTENTE
CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN
CSMA 1-PERSISTENTE
El protocolo CSMA 1-persistente funciona de la siguiente forma cuando tiene que
transmitir un frame primero escucha el canal y si estaacute libre enviacutea el frame caso contrario
espera a que se libere y en ese momento lo enviacutea Se denomina CSMA 1-persistente
porque existe la probabilidad 1 es decir certeza de que el frame se transmitiraacute cuando el
canal esteacute libre En una situacioacuten real con alto traacutefico es muy posible que cuando un nodo
termine de transmitir existan varios esperando enviar sus datos y con CSMA 1-persistente
todos los frames seraacuten emitidos a la vez y colisionaraacuten pudieacutendose repetir el proceso
varias veces con la consiguiente degradacioacuten del rendimiento Una colisioacuten ocurriraacute
aunque no empiecen a transmitir exactamente a la vez basta simplemente con que dos
nodos empiecen a transmitir con una diferencia de tiempos menor que la distancia que los
separa ya que en tal caso ambos detectaraacuten el canal libre en el momento de iniciar la
transmisioacuten Se deduce entonces que en este tipo de redes el retardo de propagacioacuten de
la sentildeal puede tener un efecto importante en el rendimiento El rendimiento obtenido con
este protocolo puede llegar al 55 con un grado de ocupacioacuten del 100
CSMA NO PERSISTENTE
Antes de enviar se escucha el canal si el canal estaacute libre se transmite el frame Si estaacute
ocupado en vez de quedarse escuchando se espera un tiempo aleatorio que viene dado
por un algoritmo llamado de backoff despueacutes del cual se repite el proceso El protocolo
tiene una menor eficiencia que CSMA 1-persistente para traacuteficos moderados pues
introduce una mayor latencia sin embargo se comporta mejor en situaciones de traacutefico
intenso ya que evita las colisiones producidas por las estaciones que se encuentran a la
espera de que termine la transmisioacuten de un frame en un momento dado
CSMA P-PERSISTENTE
Utiliza intervalos de tiempo y funciona de la siguiente manera cuando el nodo tiene
algo que enviar primero escucha el canal si estaacute ocupado espera un tiempo aleatorio
Cuando el canal estaacute libre se selecciona un nuacutemero aleatorio con distribucioacuten uniforme
entre 0 y 1 si el nuacutemero es menor que p el frame es transmitido En caso contrario se
espera el siguiente slot de tiempo para transmitir y repite el algoritmo hasta que el frame
es transmitido o bien otro nodo utiliza en canal en cuyo caso se espera un tiempo
aleatorio y empieza de nuevo el proceso desde el principio La eficiencia del protocolo es
en general superior a la de CSMA 1-persistente y CSMA no persistente
CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN
Un problema con los protocolos anteriores es que una vez se ha empezado a transmitir
un frame se sigue transmitiendo auacuten cuando se detecte una colisioacuten Como es maacutes
eficiente dejar de transmitir y esperar un tiempo aleatorio para volver a hacerlo los
protocolos de acceso muacuteltiple por deteccioacuten de portadora con deteccioacuten de colisiones o
CSMACD implementan esta mejora
Estados de
una red CSMACD
En una red CSMACD la uacutenica circunstancia en la que puede producirse una colisioacuten es
cuando dos hosts empiezan a transmitir a la vez o con una diferencia de tiempo lo
bastante pequentildea como para que la sentildeal de uno no haya podido llegar al otro antes de
que eacuteste empiece a transmitir En palabras simples el nodo no alcanzoacute a escuchar que
otro nodo ya comenzoacute la transmisioacuten producto del retardo de propagacioacuten de la sentildeal
A este periodo de tiempo se le llama PERIODO DE CONTIENDA y corresponde a uno de
los tres posibles estados que tiene una red CSMACD los otros dos estados son los de
transmisioacuten y estado libre
Deteccioacuten de portadora
La deteccioacuten de portadora es utilizada para escuchar al medio (la portadora) para ver si se
encuentra libre Si la portadora se encuentra libre los datos son pasados a la capa fiacutesica
para su transmisioacuten Si la portadora estaacute ocupada se monitorea hasta que se libere
Deteccioacuten de colisiones
Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten
Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto
ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten
La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se
enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
Caracteriacutesticas de CSMACD
1 El primer paso a la hora de transmitir seraacute saber si el medio estaacute libre Para eso
escuchamos lo que dicen los demaacutes Si el medio esta tranquilo (ninguna otra estacioacuten esta
transmitiendo) se enviacutea la transmisioacuten
2 Cuando dos o maacutes estaciones tienen mensajes para enviar es posible que transmitan casi
en el mismo instante resultando en una colisioacuten en la red
3 Cuando se produce una colisioacuten todas las estaciones receptoras ignoran la transmisioacuten
confusa
4 Si un dispositivo de transmisioacuten detecta una colisioacuten enviacutea una sentildeal de expansioacuten para
notificar a todos los dispositivos conectados que ha ocurrido una colisioacutendenominada
jamming
5 Las estaciones transmisoras detienen sus transmisiones tan pronto como detectan la
colisioacuten
6 Despueacutes de una colisioacuten (Los host que intervienen en la colisioacuten invocan un algoritmo de
postergacioacuten que genera un tiempo aleatorio) las estaciones esperan un tiempo aleatorio
(tiempo de backoff) para volver a transmitir una trama
En el meacutetodo de acceso CSMACD los dispositivos de red que tienen datos para transmitir
funcionan en el modo escuchar antes de transmitir Esto significa que cuando un nodo
desea enviar datos primero debe determinar si los medios de red estaacuten ocupados o no
En redes inalaacutembricas resulta a veces complicado llevar a cabo el primer paso (escuchar al
medio para determinar si estaacute libre o no) Por este motivo surgen dos problemas que
pueden ser detectados
1 Problema del nodo oculto la estacioacuten cree que el medio estaacute libre cuando en
realidad no lo estaacute pues estaacute siendo utilizado por otro nodo al que la estacioacuten no
oye
2 Problema del nodo expuesto la estacioacuten cree que el medio estaacute ocupado
cuando en realidad lo estaacute ocupando otro nodo que no interfeririacutea en su
transmisioacuten a otro destino
Para resolver estos problemas la IEEE 80211 propone MACA (MultiAccess Collision
Avoidance ndash Evitacioacuten de Colisioacuten por Acceso Muacuteltiple)
CSMA CD Meacutetodo de acceso capacidades funcionales
El siguiente resumen muestra una referencia raacutepida de las
capacidades funcionales de CSMA CD sublayer MAC
En el marco de la transmisioacuten
aceptar los datos de la LLC sublayer y construir un marco
Presentar una serie de bits de datos a la capa fiacutesica para la
transmisioacuten en el medio
En el marco de la recepcioacuten
recibir una serie de bits de datos a partir de la capa fiacutesica
presentar a la LLC (enlace logico de control)sublayer marcos
aplazar el enviacuteo de un flujo de bits de serie cada vez que el
soporte fiacutesico estaacute ocupado
FCS adecuado antildeadir valor a los marcos de salida y verificar la
alineacioacuten completa octeto frontera
controles de los marcos de errores de transmisioacuten por medio
de FCS y verifica la alineacioacuten octeto frontera
retrasar la transmisioacuten de bits de marco para el intervalo
entre periacuteodo especificado
detener la transmisioacuten cuando se detecte colisioacuten
se garantiza la propagacioacuten en toda la red mediante el enviacuteo
de mensaje de atasco
descartar la transmisioacuten que se recibieron menos de una
longitud miacutenima
TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con
un indicador de sentildeal de comienzo de la trama
El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito
de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de
transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el
direccionamiento
El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten
Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas
El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos
emisor y receptor
El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos
Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener
una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y
destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada
El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten
dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es
conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de
multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es
Conocida como direccioacuten de difusioacuten
La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten
El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a
continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los
casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)
El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud
variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes
Un campo pad o campo de relleno es usado para asegurar que la trama alcance la
longitud miacutenima requerida Una trama debe contener miacutenimo un nuacutemero de bytes
para que las estaciones puedan detectar las colisiones con precisioacuten
Una secuencia de chequeo de trama es utilizada como mecanismo de control de
errores
Cuando el dispositivo emisor ensambla la trama realiza un caacutelculo en los bits de la
trama El algoritmo usado para realizar este caacutelculo siempre genera como salida un
valor de 4 bytes El dispositivo emisor almacena este valor en el campo de chequeo
de secuencia de la trama
Cuando el receptor recibe la trama realiza el mismo caacutelculo y compara el resultado
con el del campo de chequeo de secuencia de la trama Si los dos valores
coinciden la transmisioacuten se asume como correcta Si los dos valores son
diferentes el dispositivo de destino solicita una retransmisioacuten de la trama
ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
La funcioacuten de encapsulacioacuten y desencapsulacioacuten de datos es llevada a cabo por la subcapa
MAC Este proceso es responsable de las funciones de direccionamiento y del chequeo de
errores
ENCAPSULADO
El encapsulado es realizado por la estacioacuten emisora El encapsulado es el acto de agregar
informacioacuten direcciones y bytes para el control de errores al comienzo y al final de la
unidad de datos transmitidos Esto es realizado luego que los datos son recibidos por la
Subcapa de control de enlace loacutegico (LLC) La informacioacuten antildeadida es necesaria para
realizar las siguientes tareas
Sincronizar la estacioacuten receptora con la sentildeal
Indicar el comienzo y el fin de la trama
Identificar las direcciones tanto de la estacioacuten emisora como la receptora
Detectar errores en la transmisioacuten
Ejemplo ENCAPSULADO DE DATOS EN EL MODELO DE REFERENCIA OSI
Lo que sigue es una descripcioacuten del proceso de encapsulado de datos en una pila de
protocolo en nuestro caso TCPIP
Las capas del modelo osi se comunican entre siacute utilizando las PDU (protocol data unit) que
especifican que informacioacuten debe agregarse como encabezado o final de los datos que
ingresan a la capa Analizamos el paso de los datos por las 4 uacuteltimas capas del modelo
( transporte red enlace de datos fiacutesica)
Cuando los datos bajan de la capa sesioacuten la PDU de la capa de transporte exige el
agregado del encabezado de protocolo TCP La capa siguiente agrega el encabezado IP Al
bajar a la capa de Enlace el encabezado que se agrega depende de la implementacioacuten de
Ethernet que se esteacute utilizando Si la implementacioacuten es ETHERNET II se agrega solamente
un encabezado MAC si la implementacioacuten es IEEE 8023 8022 se agregan 2
encabezados LLC de la subcapa superior (Logical Link Control) y MAC (Media Access
Control) de la subcapa inferior para luego pasar a la capa Fiacutesica convertido en sentildeales
eleacutectricas
DESENCAPSULADO
El desencapsulado es realizado por la estacioacuten receptora Cuando es recibida una trama la
estacioacuten receptora es responsable de realizar las siguientes tareas
Reconocer la direccioacuten de destino y determinar si coincide con su propia direccioacuten
Realizar la verificacioacuten de errores
Remover la informacioacuten de control que fue antildeadida por la funcioacuten de encapsulado
de datos en la estacioacuten emisora
ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
La funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es realizada por la subcapa MAC
En la estacioacuten emisora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable de
determinar si el canal de comunicacioacuten se encuentra disponible Si el canal se encuentra
disponible puede iniciarse la transmisioacuten de datos
Adicionalote la funcioacuten de administracioacuten es responsable de determinar que accioacuten
deberaacute tomarse en caso de detectarse una colisioacuten y cuando intentaraacute retransmitir
En la estacioacuten receptora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable
de realizar las comprobaciones de validacioacuten en la trama antes de pasarla a la funcioacuten de
desencapsulado
CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
La funcioacuten de codificacioacutendecodificacioacuten es realizada en la capa fiacutesica Esta funcioacuten es
responsable de obtener la forma eleacutectrica u oacuteptica de los datos que se van a transmitir en
el medio
La codificacioacuten de datos es realizada por la estacioacuten emisora Esta es responsable de
traducir los bits a sus correspondientes sentildeales eleacutectricas u oacutepticas para ser trasladadas a
traveacutes del medio Adicionalmente esta funcioacuten es responsable de escuchar el medio y
notificar al la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio si el medio se encuentra libre
ocupado o se ha detectado una colisioacuten
veremos algunas teacutecnicas para codificar datos en sentildeales digitales Recordemos que una
sentildeal digital es una secuencia de niveles de tensioacuten discretos cada uno de ellos es un
elemento de la sentildeal Las teacutecnicas de codificacioacuten convierten cada bit de datos 0 o 1 en
elementos de sentildeal buscando ciertas ventajas o caracteriacutestica de la misma
iquestQueacute es lo que buscamos cuando queremos transmitir Pues de normal que la velocidad
de transmisioacuten sea elevada y que el nuacutemero de errores pequentildeo Pero tambieacuten que el
medio que utilicemos sea barato Por desgracia todo a la vez es imposible canales con
mayor ancho de banda aumentaraacuten la velocidad de transmisioacuten y si estaacuten bien
apantallados podraacuten transmitir a grandes distancias sin apenas ruido iexclpero eso es muy
caro iquestDe queacute manera puede ayudar la forma de la sentildeal
(Un poco maacutes de
vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten
soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos
lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas
Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama
transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos
La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la
traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits
TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con
un indicador de sentildeal de comienzo de la trama
El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito
de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de
transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el
direccionamiento
El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten
Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas
El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos
emisor y receptor
El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos
El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits
10101011
Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener
una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y
destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada
El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten
dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es
conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de
multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es
conocida como direccioacuten de difusioacuten
La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten
El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a
continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los
casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)
El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud
variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes
4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)
Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red
Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits
transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un
nuacutemero negativo y una potencia de 10
Se calcula con la siguiente formula
BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS
Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por
ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3
actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER
se consigue tiacutepicamente en 10^ -12
VALORES DE BER TIPICOS
Ethernet 10BASE-5 lt10^-8
Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10
Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11
Fiber Channel SONETSDHlt10^-12
GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8
CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7
5 TOPOLOGIAS
Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los
diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos
especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden
interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental
que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los
diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La
topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el
nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc
Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea
1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y
cableado (los medios) en la red
2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del
medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y
transmisioacuten de tokens (Token Ring)
3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones
La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia
todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para
utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento
en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten
de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a
cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la
red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host
y el proceso se vuelve a repetir
Topologiacutea de la Red Ethernet
La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo
de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se
conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos
forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal
La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el
cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de
cableado
TOPOLOGIA EN BUS
La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo
segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la
combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta
estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y
no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo
de estaciones de la red se fija en 1024
Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media
pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es
completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la
red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet
pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que
transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros
10-BASE-5
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto
Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados
transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo
agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del
cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la
estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la
interfaz se comunica con la computadora
Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que
acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una
tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el
transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso
llevar un microprocesador para controlar las transferencias
Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores
BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC
conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces
utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es
maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es
de 185 metros
10-BASE-2
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador
Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca
un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el
conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los
extremos si este se conecta directamente a un repetidor
TOPOLOGIA EN ESTRELLA
El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que
cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese
segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en
estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a
un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una
para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El
cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado
El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la
expansioacuten de la red
CONECTOR RJ-45
Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de
ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los
pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En
algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo
se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador
sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs
utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red
10-BASE-T
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico
Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas
10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios
Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia
entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-
BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con
un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red
Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se
puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la
conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos
casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores
5 Trama de red
En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de
datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos
especialmente en el Nivel de enlace de datos
Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten
chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de
datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel
de red
Formato de la trama de Ethernet
Trama DIX
Ethernet
Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS
8 bytes 6 bytes6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes
2 oacute 4
bytes
Trama IEEE
8023
Preaacutembul
oSOF Destino Origen
Longitu
dDatos Relleno FCS
7 bytes1
byte6 bytes
6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes4 bytes
Preaacutembulo
Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y
estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo
es
10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010
Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester
representan una forma de onda perioacutedica
SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama
Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s
consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes
significativo del campo de direccioacuten MAC de destino
Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor
debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF
Direccioacuten de destino
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se
enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast
o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar
si debe aceptar el paquete
Direccioacuten de origen
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se
enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la
direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos
Tipo
Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el
paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos
interpreta este campo
Datos
Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de
valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este
campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de
niveles superiores
FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)
Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de
Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el
receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la
trama
Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama
- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica
- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y
realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un
byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios
- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de
datos para obtener una suma
7 componentes de Ethernet
Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio
Ethernet a mano maacutes apropiado
Hay cuatro tipos principales de medios en uso
Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5
Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en
determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)
Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04
pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)
relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta
su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o
grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero
permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias
Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2
Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar
Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas
(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en
empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a
interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso
Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)
sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero
requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino
tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se
utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos
Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T
Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla
adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes
frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco
mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo
del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su
costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con
plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin
embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias
electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado
con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps
Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-
repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las
aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o
10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las
situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una
preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes
cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica
La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de
longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que
de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre
Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que
seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se
puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten
Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la
flexibilidad de la tecnologiacutea
Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de
paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation
Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE
liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha
vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan
Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el
disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene
aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una
resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir
la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas
Figura 1
El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura
1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes
electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras
que se comunican en la red
La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un
dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un
transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del
cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre
un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada
en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro
del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se
corte y se inserte una lsquoTrsquo
Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un
transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio
del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador
anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta
madre) y se conecta con el transceptor
Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra
fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las
sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite
la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute
en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato
digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el
transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente
llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la
potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la
operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o
recibiendo
Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las
intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema
operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta
instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la
transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido
finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple
dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede
contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria
de la computadora y el cable ether)
En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de
una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e
instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura
2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante
Figura 2
Capacidad de las redes Ethernet
El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden
transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una
computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red
no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar
datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico
total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y
pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace
posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa
que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por
ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o
muchas computadoras que generan cargas ligeras
La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE
8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo
suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles
Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El
propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red
sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una
longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo
el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama
La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se
encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que
es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser
transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por
un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se
encuentran en el campo da datos
La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de
direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023
permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite
solo direcciones de 6 Bytes
El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE
8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet
Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de
los cables utilizados
10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet
10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet
10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una
velocidad de 10 Mbps
100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica
multimodo (la F es por Fiber)
100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)
1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad
de 1 gigabite por segundo
1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S
es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)
1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L
es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)
Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado
Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del
nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran
aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de
legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces
de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor
adaptacioacuten y transicioacuten
Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos
Velocidad de transmisioacuten
- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea
Tipo de cable
- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea
Longitud maacutexima
- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones
repetidoras)
Topologiacutea
- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados
con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o
switches (estrella conmutada)
A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes
importantes
Tecnologiacuteas Ethernet
Tecnologiacutea
Velocidad de
transmisioacuten Tipo de cable
Distancia
maacutexima Topologiacutea
10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)
10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m
Estrella (Hub o
Switch)
10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o
Switch)
100BaseT4 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 3UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseTX 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 5UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m
No permite el uso de
hubs
1000BaseT 1000Mbps
4 pares trenzado
(categoriacutea 5e oacute
6UTP ) 100 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseSX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(multimodo) 550 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseLX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(monomodo) 5000 m
Estrella Full Duplex
(switch)
10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los
estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad
nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet
El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y
WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en
una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023
Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten
8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN
PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se
puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103
Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas
Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c
10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre
cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo
del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica
multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)
10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand
4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un
router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance
10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre
240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra
mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm
10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra
mono-modo (usando 1310nm)
10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre
fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido
interfaces enchufables de hasta 80-km
10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625
microm
10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado
para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera
SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-
ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas
distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)
Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado
principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin
embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par
trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada
para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-
duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex
Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes
Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802
10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten
comercial
La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las
especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para
Ethernet de 100 Mbps
Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes
apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios
productos en el mercado
Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones
1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de
sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la
transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado
100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como
veremos a continuacioacuten)
Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue
utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que
puede seguir usando los mismos cables de par trenzado
2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por
otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)
y que se denominoacute 100BaseVG
Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea
3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable
consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda
3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten
denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito
4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente
sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet
utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es
lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)
VELOCIDAD
En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea
circulan a la velocidad de 10 Mbps
Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades
superiores tanto de 20 como de 100 Mbps
Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes
de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios
usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-
Windows
De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que
actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
Los paquetes de datos transmitidos alcanzan a todas las estaciones (difusioacuten amplia)
siendo cada estacioacuten responsable de reconocer la direccioacuten contenida en cada paquete y
aceptar los que sean dirigidos a ella [3]
Ethernet realiza varias funciones que incluyen empaquetado y desempaquetado de los
datagramas manejo del enlace codificacioacuten y decodificacioacuten de datos y acceso al canal
El manejador del enlace es responsable de vigilar el mecanismo de colisiones escuchando
hasta que el medio de transmisioacuten estaacute libre antes de iniciar una transmisioacuten (solo un
usuario utiliza la transmisioacuten cada vez -Banda base-) El manejo de colisiones se realiza
deteniendo la transmisioacuten y esperando un cierto tiempo antes de intentarla de nuevo
Existe un mecanismo por el que se enviacutean paquetes a intervalos no estaacutendar lo que evita
que otras estaciones puedan comunicar Es lo que se denomina captura del canal
Funciones de la Arquitectura Ethernet
Encapsulacion de datos
Formacioacuten de la trama estableciendo la delimitacioacuten correspondiente
Direccionamiento del nodo fuente y destino
Deteccioacuten de errores en el canal de transmisioacuten
Manejo de Enlace
Asignacioacuten de canal
Resolucioacuten de contencioacuten manejando colisiones
Codificacioacuten de los Datos
Generacioacuten y extraccioacuten del preaacutembulo para fines de sincronizacioacuten
Codificacioacuten y decodificacioacuten de bits
Acceso al Canal
Transmisioacuten Recepcioacuten de los bits codificados
Sensibilidad de portadora indicando trafico sobre el canal
Deteccioacuten de colisiones indicando contencioacuten sobre el canal
Formato de Trama
En una red ethernet cada elemento del sistema tiene una direccioacuten uacutenica de 48
bits y la informacioacuten es transmitida serialmente en grupos de bits denominados
tramas Las tramas incluyen los datos a ser enviados la direccioacuten de la estacioacuten
que debe recibirlos y la direccioacuten de la estacioacuten que los transmite
Cada interface ethernet monitorea el medio de transmisioacuten antes de una
transmisioacuten para asegurar que no esteacute en uso y durante la transmisioacuten para
detectar cualquier interferencia
En caso de alguna interferencia durante la transmisioacuten las tramas son enviadas
nuevamente cuando el medio esteacute disponible Para recibir los datos cada estacioacuten
reconoce su propia direccioacuten y acepta las tramas con esa direccioacuten mientras ignora
las demaacutes
El tamantildeo de trama permitido sin incluir el preaacutembulo puede ser desde 64 a 1518
octetos Las tramas fuera de este rango son consideradas invalidas
Campos que Componen la Trama
El preaacutembulo Inicia o encabeza la trama con ocho octetos formando un patroacuten de 1010
que termina en 10101011 Este campo provee sincronizacioacuten y marca el limite de trama
Direccioacuten destino Sigue al preaacutembulo o identifica la estacioacuten destino que debe recibir la
trama mediante seis octetos que pueden definir una direccioacuten de nivel fiacutesico o muacuteltiples
direcciones lo cual es determinado mediante el bit de menos significacioacuten del primer byte
de este campo Para una direccioacuten de nivel fiacutesico este es puesto en 0 loacutegico y la misma es
uacutenica a traveacutes de toda la red ethernet Una direccioacuten muacuteltiple puede ser dirigida a un
grupo de estaciones o a todas las estaciones y tiene el bit de menos significacioacuten en 1
loacutegico Para direccionar todas las estaciones de la red todos los bits del campo de
direccioacuten destino se ponen en 1 lo cual ofrece la combinacioacuten FFFFFFFFFFFFH
Direccioacuten fuente Este campo sigue al anterior Compuesto tambieacuten por seis octetos que
identifican la estacioacuten que origina la trama
Los campos de direccioacuten son ademaacutes subdivididos Los primeros tres octetos son
asignados a un fabricante y los tres octetos siguientes son asignados por el fabricante La
tarjeta de red podriacutea venir defectuosa pero la direccioacuten del nodo debe permanecer
consistente El chip de memoria ROM que contiene la direccioacuten original puede ser
removido de una tarjeta vieja para ser insertado en una nueva tarjeta o la direccioacuten
puede ser puesta en un registro mediante el disco de diagnostico de la tarjeta de
interfaces de red (NIC) Cualquiera que sea el meacutetodo utilizado se deber ser cuidadoso
para evitar alteracioacuten alguna en la administracioacuten de la red
Tipo Este es un campo de dos octetos que siguen al campo de direccioacuten fuente y
especifican el protocolo de alto nivel utilizado en el campo de datos Algunos tipos serian
0800H para TCPIP y 0600H para XNS
Campo de dato Contiene los datos de informacioacuten y es el uacutenico que tiene una longitud de
bytes variable que puede oscilar de un miacutenimo de 46 bytes a un maacuteximo de 1500 El
contenido de ese campo es completamente arbitrario y es determinado por el protocolo
de alto nivel usado
Frame Check Secuence Este viene a ser el ultimo campo de la trama compuesto por 32
bits que son usados por la verificacioacuten de errores en la transmisioacuten mediante el meacutetodo
CRC considerando los campo de direccioacuten tipo y de dato
Caracteriacutesticas
La codificacioacuten Manchester provee una forma simple de codificar secuencias de
bits incluso cuando hay largas secuencias de periodos sin transiciones de nivel que
puedan significar la peacuterdida de sincronizacioacuten o incluso errores en las secuencias
de bits
Este tipo de codificacioacuten nos asegura que la componente continua de las sentildeales es
cero si se emplean valores positivos y negativos
La codificacioacuten Manchester es una forma de codificacioacuten altamente fiable
El requerimiento del ancho de banda para la codificacioacuten Manchester es el doble
comparado en las comunicaciones asiacutencronas y el espectro de la sentildeal es
considerablemente mas ancho
Definicioacuten
El estaacutendar IEEE 8023 especifica el meacutetodo de control del medio (MAC) denominado The
physical layer and the Data Link layer standardized by IEEE 8023 are intended to
correspond closely to the lowest layers of the ISO Model for Open Systems
Interconnection (see ) [3]CSMACD siglas que corresponden a Carrier Sense Multiple
Access with Collision Deteccioacuten (en espantildeol Meacutetodo de acceso Muacuteltiple por Deteccioacuten de
Portadora con Deteccioacuten de Colisiones) es una teacutecnica usada en redes Ethernet para
mejorar sus prestaciones Anteriormente a esta teacutecnica se usaron las de Aloha puro (El
protocolo ALOHA es un protocolo del nivel de enlace de datos para redes de aacuterea local con
topologiacutea de difusioacutenLa primera versioacuten del protocolo era baacutesica
Si tienes datos que enviar enviacutealos
Si el mensaje colisiona con otra transmisioacuten intenta reenviarlos maacutes tarde)
Tambien usaron el Aloha ranurado (con la uacutenica diferencia de que las estaciones soacutelo
pueden transmitir en unos determinados instantes de tiempo o slotspero ambas
presentaban muy bajas prestaciones Por eso aparecioacute en primer lugar la teacutecnica
CSMA (el escuchar el medio para saber si existe presencia de portadora en los
momentos en los que se ocupa el canal
El fin es evitar colisiones es decir que dos host hablen al mismo tiempo Por otro lado
define el procedimento que estos dos host deben seguir si llegasen a usar el mismo
medio de forma simultaacutenea)
CSMACD sucede cuando se utiliza un medio de acceso muacuteltiple y que la estacioacuten que
desea emitir previamente escucha el canal antes de emitir Lo cual es el protocolo de
sentildeal eleacutectrica
TIPOS DE PROTOCOLOS CON DETECCIOacuteN DE PORTADORA
En los mecanismos de acceso al medio con deteccioacuten de portadora como los CSMA
(Carrier Sense Multiple Access) el control de acceso al medio de transmisioacuten se distribuye
completamente entre todas las estaciones Una estacioacuten que quiere transmitir escucha la
liacutenea para detectar si otra estaacute transmitiendo Si el canal estaacute vaciacuteo la estacioacuten transmite
pero si estaacute ocupado debe esperar un cierto tiempo antes de intentarlo de nuevo Hay tres
algoritmos para determinar cuando se vuelve a intentar la transmisioacuten tras encontrar
ocupado el canal
CSMA 1-PERSISTENTE
CSMA NO PERSISTENTE
CSMA P-PERSISTENTE
CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN
CSMA 1-PERSISTENTE
El protocolo CSMA 1-persistente funciona de la siguiente forma cuando tiene que
transmitir un frame primero escucha el canal y si estaacute libre enviacutea el frame caso contrario
espera a que se libere y en ese momento lo enviacutea Se denomina CSMA 1-persistente
porque existe la probabilidad 1 es decir certeza de que el frame se transmitiraacute cuando el
canal esteacute libre En una situacioacuten real con alto traacutefico es muy posible que cuando un nodo
termine de transmitir existan varios esperando enviar sus datos y con CSMA 1-persistente
todos los frames seraacuten emitidos a la vez y colisionaraacuten pudieacutendose repetir el proceso
varias veces con la consiguiente degradacioacuten del rendimiento Una colisioacuten ocurriraacute
aunque no empiecen a transmitir exactamente a la vez basta simplemente con que dos
nodos empiecen a transmitir con una diferencia de tiempos menor que la distancia que los
separa ya que en tal caso ambos detectaraacuten el canal libre en el momento de iniciar la
transmisioacuten Se deduce entonces que en este tipo de redes el retardo de propagacioacuten de
la sentildeal puede tener un efecto importante en el rendimiento El rendimiento obtenido con
este protocolo puede llegar al 55 con un grado de ocupacioacuten del 100
CSMA NO PERSISTENTE
Antes de enviar se escucha el canal si el canal estaacute libre se transmite el frame Si estaacute
ocupado en vez de quedarse escuchando se espera un tiempo aleatorio que viene dado
por un algoritmo llamado de backoff despueacutes del cual se repite el proceso El protocolo
tiene una menor eficiencia que CSMA 1-persistente para traacuteficos moderados pues
introduce una mayor latencia sin embargo se comporta mejor en situaciones de traacutefico
intenso ya que evita las colisiones producidas por las estaciones que se encuentran a la
espera de que termine la transmisioacuten de un frame en un momento dado
CSMA P-PERSISTENTE
Utiliza intervalos de tiempo y funciona de la siguiente manera cuando el nodo tiene
algo que enviar primero escucha el canal si estaacute ocupado espera un tiempo aleatorio
Cuando el canal estaacute libre se selecciona un nuacutemero aleatorio con distribucioacuten uniforme
entre 0 y 1 si el nuacutemero es menor que p el frame es transmitido En caso contrario se
espera el siguiente slot de tiempo para transmitir y repite el algoritmo hasta que el frame
es transmitido o bien otro nodo utiliza en canal en cuyo caso se espera un tiempo
aleatorio y empieza de nuevo el proceso desde el principio La eficiencia del protocolo es
en general superior a la de CSMA 1-persistente y CSMA no persistente
CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN
Un problema con los protocolos anteriores es que una vez se ha empezado a transmitir
un frame se sigue transmitiendo auacuten cuando se detecte una colisioacuten Como es maacutes
eficiente dejar de transmitir y esperar un tiempo aleatorio para volver a hacerlo los
protocolos de acceso muacuteltiple por deteccioacuten de portadora con deteccioacuten de colisiones o
CSMACD implementan esta mejora
Estados de
una red CSMACD
En una red CSMACD la uacutenica circunstancia en la que puede producirse una colisioacuten es
cuando dos hosts empiezan a transmitir a la vez o con una diferencia de tiempo lo
bastante pequentildea como para que la sentildeal de uno no haya podido llegar al otro antes de
que eacuteste empiece a transmitir En palabras simples el nodo no alcanzoacute a escuchar que
otro nodo ya comenzoacute la transmisioacuten producto del retardo de propagacioacuten de la sentildeal
A este periodo de tiempo se le llama PERIODO DE CONTIENDA y corresponde a uno de
los tres posibles estados que tiene una red CSMACD los otros dos estados son los de
transmisioacuten y estado libre
Deteccioacuten de portadora
La deteccioacuten de portadora es utilizada para escuchar al medio (la portadora) para ver si se
encuentra libre Si la portadora se encuentra libre los datos son pasados a la capa fiacutesica
para su transmisioacuten Si la portadora estaacute ocupada se monitorea hasta que se libere
Deteccioacuten de colisiones
Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten
Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto
ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten
La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se
enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
Caracteriacutesticas de CSMACD
1 El primer paso a la hora de transmitir seraacute saber si el medio estaacute libre Para eso
escuchamos lo que dicen los demaacutes Si el medio esta tranquilo (ninguna otra estacioacuten esta
transmitiendo) se enviacutea la transmisioacuten
2 Cuando dos o maacutes estaciones tienen mensajes para enviar es posible que transmitan casi
en el mismo instante resultando en una colisioacuten en la red
3 Cuando se produce una colisioacuten todas las estaciones receptoras ignoran la transmisioacuten
confusa
4 Si un dispositivo de transmisioacuten detecta una colisioacuten enviacutea una sentildeal de expansioacuten para
notificar a todos los dispositivos conectados que ha ocurrido una colisioacutendenominada
jamming
5 Las estaciones transmisoras detienen sus transmisiones tan pronto como detectan la
colisioacuten
6 Despueacutes de una colisioacuten (Los host que intervienen en la colisioacuten invocan un algoritmo de
postergacioacuten que genera un tiempo aleatorio) las estaciones esperan un tiempo aleatorio
(tiempo de backoff) para volver a transmitir una trama
En el meacutetodo de acceso CSMACD los dispositivos de red que tienen datos para transmitir
funcionan en el modo escuchar antes de transmitir Esto significa que cuando un nodo
desea enviar datos primero debe determinar si los medios de red estaacuten ocupados o no
En redes inalaacutembricas resulta a veces complicado llevar a cabo el primer paso (escuchar al
medio para determinar si estaacute libre o no) Por este motivo surgen dos problemas que
pueden ser detectados
1 Problema del nodo oculto la estacioacuten cree que el medio estaacute libre cuando en
realidad no lo estaacute pues estaacute siendo utilizado por otro nodo al que la estacioacuten no
oye
2 Problema del nodo expuesto la estacioacuten cree que el medio estaacute ocupado
cuando en realidad lo estaacute ocupando otro nodo que no interfeririacutea en su
transmisioacuten a otro destino
Para resolver estos problemas la IEEE 80211 propone MACA (MultiAccess Collision
Avoidance ndash Evitacioacuten de Colisioacuten por Acceso Muacuteltiple)
CSMA CD Meacutetodo de acceso capacidades funcionales
El siguiente resumen muestra una referencia raacutepida de las
capacidades funcionales de CSMA CD sublayer MAC
En el marco de la transmisioacuten
aceptar los datos de la LLC sublayer y construir un marco
Presentar una serie de bits de datos a la capa fiacutesica para la
transmisioacuten en el medio
En el marco de la recepcioacuten
recibir una serie de bits de datos a partir de la capa fiacutesica
presentar a la LLC (enlace logico de control)sublayer marcos
aplazar el enviacuteo de un flujo de bits de serie cada vez que el
soporte fiacutesico estaacute ocupado
FCS adecuado antildeadir valor a los marcos de salida y verificar la
alineacioacuten completa octeto frontera
controles de los marcos de errores de transmisioacuten por medio
de FCS y verifica la alineacioacuten octeto frontera
retrasar la transmisioacuten de bits de marco para el intervalo
entre periacuteodo especificado
detener la transmisioacuten cuando se detecte colisioacuten
se garantiza la propagacioacuten en toda la red mediante el enviacuteo
de mensaje de atasco
descartar la transmisioacuten que se recibieron menos de una
longitud miacutenima
TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con
un indicador de sentildeal de comienzo de la trama
El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito
de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de
transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el
direccionamiento
El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten
Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas
El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos
emisor y receptor
El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos
Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener
una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y
destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada
El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten
dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es
conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de
multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es
Conocida como direccioacuten de difusioacuten
La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten
El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a
continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los
casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)
El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud
variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes
Un campo pad o campo de relleno es usado para asegurar que la trama alcance la
longitud miacutenima requerida Una trama debe contener miacutenimo un nuacutemero de bytes
para que las estaciones puedan detectar las colisiones con precisioacuten
Una secuencia de chequeo de trama es utilizada como mecanismo de control de
errores
Cuando el dispositivo emisor ensambla la trama realiza un caacutelculo en los bits de la
trama El algoritmo usado para realizar este caacutelculo siempre genera como salida un
valor de 4 bytes El dispositivo emisor almacena este valor en el campo de chequeo
de secuencia de la trama
Cuando el receptor recibe la trama realiza el mismo caacutelculo y compara el resultado
con el del campo de chequeo de secuencia de la trama Si los dos valores
coinciden la transmisioacuten se asume como correcta Si los dos valores son
diferentes el dispositivo de destino solicita una retransmisioacuten de la trama
ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
La funcioacuten de encapsulacioacuten y desencapsulacioacuten de datos es llevada a cabo por la subcapa
MAC Este proceso es responsable de las funciones de direccionamiento y del chequeo de
errores
ENCAPSULADO
El encapsulado es realizado por la estacioacuten emisora El encapsulado es el acto de agregar
informacioacuten direcciones y bytes para el control de errores al comienzo y al final de la
unidad de datos transmitidos Esto es realizado luego que los datos son recibidos por la
Subcapa de control de enlace loacutegico (LLC) La informacioacuten antildeadida es necesaria para
realizar las siguientes tareas
Sincronizar la estacioacuten receptora con la sentildeal
Indicar el comienzo y el fin de la trama
Identificar las direcciones tanto de la estacioacuten emisora como la receptora
Detectar errores en la transmisioacuten
Ejemplo ENCAPSULADO DE DATOS EN EL MODELO DE REFERENCIA OSI
Lo que sigue es una descripcioacuten del proceso de encapsulado de datos en una pila de
protocolo en nuestro caso TCPIP
Las capas del modelo osi se comunican entre siacute utilizando las PDU (protocol data unit) que
especifican que informacioacuten debe agregarse como encabezado o final de los datos que
ingresan a la capa Analizamos el paso de los datos por las 4 uacuteltimas capas del modelo
( transporte red enlace de datos fiacutesica)
Cuando los datos bajan de la capa sesioacuten la PDU de la capa de transporte exige el
agregado del encabezado de protocolo TCP La capa siguiente agrega el encabezado IP Al
bajar a la capa de Enlace el encabezado que se agrega depende de la implementacioacuten de
Ethernet que se esteacute utilizando Si la implementacioacuten es ETHERNET II se agrega solamente
un encabezado MAC si la implementacioacuten es IEEE 8023 8022 se agregan 2
encabezados LLC de la subcapa superior (Logical Link Control) y MAC (Media Access
Control) de la subcapa inferior para luego pasar a la capa Fiacutesica convertido en sentildeales
eleacutectricas
DESENCAPSULADO
El desencapsulado es realizado por la estacioacuten receptora Cuando es recibida una trama la
estacioacuten receptora es responsable de realizar las siguientes tareas
Reconocer la direccioacuten de destino y determinar si coincide con su propia direccioacuten
Realizar la verificacioacuten de errores
Remover la informacioacuten de control que fue antildeadida por la funcioacuten de encapsulado
de datos en la estacioacuten emisora
ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
La funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es realizada por la subcapa MAC
En la estacioacuten emisora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable de
determinar si el canal de comunicacioacuten se encuentra disponible Si el canal se encuentra
disponible puede iniciarse la transmisioacuten de datos
Adicionalote la funcioacuten de administracioacuten es responsable de determinar que accioacuten
deberaacute tomarse en caso de detectarse una colisioacuten y cuando intentaraacute retransmitir
En la estacioacuten receptora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable
de realizar las comprobaciones de validacioacuten en la trama antes de pasarla a la funcioacuten de
desencapsulado
CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
La funcioacuten de codificacioacutendecodificacioacuten es realizada en la capa fiacutesica Esta funcioacuten es
responsable de obtener la forma eleacutectrica u oacuteptica de los datos que se van a transmitir en
el medio
La codificacioacuten de datos es realizada por la estacioacuten emisora Esta es responsable de
traducir los bits a sus correspondientes sentildeales eleacutectricas u oacutepticas para ser trasladadas a
traveacutes del medio Adicionalmente esta funcioacuten es responsable de escuchar el medio y
notificar al la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio si el medio se encuentra libre
ocupado o se ha detectado una colisioacuten
veremos algunas teacutecnicas para codificar datos en sentildeales digitales Recordemos que una
sentildeal digital es una secuencia de niveles de tensioacuten discretos cada uno de ellos es un
elemento de la sentildeal Las teacutecnicas de codificacioacuten convierten cada bit de datos 0 o 1 en
elementos de sentildeal buscando ciertas ventajas o caracteriacutestica de la misma
iquestQueacute es lo que buscamos cuando queremos transmitir Pues de normal que la velocidad
de transmisioacuten sea elevada y que el nuacutemero de errores pequentildeo Pero tambieacuten que el
medio que utilicemos sea barato Por desgracia todo a la vez es imposible canales con
mayor ancho de banda aumentaraacuten la velocidad de transmisioacuten y si estaacuten bien
apantallados podraacuten transmitir a grandes distancias sin apenas ruido iexclpero eso es muy
caro iquestDe queacute manera puede ayudar la forma de la sentildeal
(Un poco maacutes de
vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten
soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos
lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas
Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama
transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos
La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la
traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits
TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con
un indicador de sentildeal de comienzo de la trama
El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito
de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de
transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el
direccionamiento
El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten
Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas
El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos
emisor y receptor
El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos
El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits
10101011
Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener
una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y
destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada
El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten
dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es
conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de
multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es
conocida como direccioacuten de difusioacuten
La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten
El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a
continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los
casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)
El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud
variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes
4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)
Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red
Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits
transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un
nuacutemero negativo y una potencia de 10
Se calcula con la siguiente formula
BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS
Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por
ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3
actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER
se consigue tiacutepicamente en 10^ -12
VALORES DE BER TIPICOS
Ethernet 10BASE-5 lt10^-8
Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10
Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11
Fiber Channel SONETSDHlt10^-12
GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8
CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7
5 TOPOLOGIAS
Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los
diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos
especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden
interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental
que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los
diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La
topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el
nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc
Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea
1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y
cableado (los medios) en la red
2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del
medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y
transmisioacuten de tokens (Token Ring)
3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones
La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia
todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para
utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento
en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten
de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a
cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la
red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host
y el proceso se vuelve a repetir
Topologiacutea de la Red Ethernet
La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo
de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se
conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos
forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal
La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el
cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de
cableado
TOPOLOGIA EN BUS
La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo
segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la
combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta
estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y
no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo
de estaciones de la red se fija en 1024
Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media
pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es
completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la
red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet
pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que
transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros
10-BASE-5
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto
Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados
transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo
agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del
cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la
estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la
interfaz se comunica con la computadora
Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que
acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una
tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el
transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso
llevar un microprocesador para controlar las transferencias
Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores
BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC
conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces
utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es
maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es
de 185 metros
10-BASE-2
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador
Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca
un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el
conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los
extremos si este se conecta directamente a un repetidor
TOPOLOGIA EN ESTRELLA
El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que
cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese
segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en
estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a
un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una
para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El
cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado
El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la
expansioacuten de la red
CONECTOR RJ-45
Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de
ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los
pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En
algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo
se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador
sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs
utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red
10-BASE-T
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico
Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas
10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios
Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia
entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-
BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con
un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red
Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se
puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la
conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos
casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores
5 Trama de red
En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de
datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos
especialmente en el Nivel de enlace de datos
Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten
chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de
datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel
de red
Formato de la trama de Ethernet
Trama DIX
Ethernet
Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS
8 bytes 6 bytes6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes
2 oacute 4
bytes
Trama IEEE
8023
Preaacutembul
oSOF Destino Origen
Longitu
dDatos Relleno FCS
7 bytes1
byte6 bytes
6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes4 bytes
Preaacutembulo
Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y
estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo
es
10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010
Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester
representan una forma de onda perioacutedica
SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama
Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s
consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes
significativo del campo de direccioacuten MAC de destino
Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor
debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF
Direccioacuten de destino
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se
enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast
o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar
si debe aceptar el paquete
Direccioacuten de origen
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se
enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la
direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos
Tipo
Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el
paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos
interpreta este campo
Datos
Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de
valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este
campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de
niveles superiores
FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)
Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de
Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el
receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la
trama
Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama
- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica
- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y
realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un
byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios
- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de
datos para obtener una suma
7 componentes de Ethernet
Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio
Ethernet a mano maacutes apropiado
Hay cuatro tipos principales de medios en uso
Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5
Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en
determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)
Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04
pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)
relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta
su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o
grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero
permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias
Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2
Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar
Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas
(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en
empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a
interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso
Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)
sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero
requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino
tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se
utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos
Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T
Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla
adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes
frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco
mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo
del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su
costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con
plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin
embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias
electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado
con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps
Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-
repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las
aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o
10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las
situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una
preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes
cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica
La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de
longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que
de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre
Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que
seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se
puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten
Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la
flexibilidad de la tecnologiacutea
Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de
paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation
Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE
liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha
vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan
Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el
disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene
aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una
resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir
la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas
Figura 1
El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura
1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes
electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras
que se comunican en la red
La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un
dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un
transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del
cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre
un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada
en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro
del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se
corte y se inserte una lsquoTrsquo
Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un
transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio
del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador
anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta
madre) y se conecta con el transceptor
Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra
fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las
sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite
la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute
en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato
digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el
transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente
llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la
potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la
operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o
recibiendo
Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las
intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema
operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta
instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la
transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido
finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple
dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede
contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria
de la computadora y el cable ether)
En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de
una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e
instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura
2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante
Figura 2
Capacidad de las redes Ethernet
El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden
transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una
computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red
no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar
datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico
total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y
pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace
posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa
que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por
ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o
muchas computadoras que generan cargas ligeras
La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE
8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo
suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles
Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El
propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red
sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una
longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo
el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama
La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se
encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que
es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser
transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por
un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se
encuentran en el campo da datos
La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de
direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023
permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite
solo direcciones de 6 Bytes
El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE
8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet
Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de
los cables utilizados
10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet
10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet
10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una
velocidad de 10 Mbps
100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica
multimodo (la F es por Fiber)
100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)
1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad
de 1 gigabite por segundo
1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S
es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)
1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L
es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)
Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado
Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del
nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran
aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de
legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces
de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor
adaptacioacuten y transicioacuten
Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos
Velocidad de transmisioacuten
- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea
Tipo de cable
- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea
Longitud maacutexima
- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones
repetidoras)
Topologiacutea
- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados
con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o
switches (estrella conmutada)
A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes
importantes
Tecnologiacuteas Ethernet
Tecnologiacutea
Velocidad de
transmisioacuten Tipo de cable
Distancia
maacutexima Topologiacutea
10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)
10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m
Estrella (Hub o
Switch)
10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o
Switch)
100BaseT4 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 3UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseTX 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 5UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m
No permite el uso de
hubs
1000BaseT 1000Mbps
4 pares trenzado
(categoriacutea 5e oacute
6UTP ) 100 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseSX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(multimodo) 550 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseLX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(monomodo) 5000 m
Estrella Full Duplex
(switch)
10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los
estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad
nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet
El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y
WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en
una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023
Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten
8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN
PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se
puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103
Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas
Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c
10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre
cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo
del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica
multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)
10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand
4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un
router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance
10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre
240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra
mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm
10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra
mono-modo (usando 1310nm)
10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre
fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido
interfaces enchufables de hasta 80-km
10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625
microm
10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado
para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera
SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-
ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas
distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)
Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado
principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin
embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par
trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada
para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-
duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex
Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes
Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802
10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten
comercial
La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las
especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para
Ethernet de 100 Mbps
Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes
apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios
productos en el mercado
Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones
1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de
sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la
transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado
100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como
veremos a continuacioacuten)
Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue
utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que
puede seguir usando los mismos cables de par trenzado
2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por
otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)
y que se denominoacute 100BaseVG
Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea
3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable
consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda
3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten
denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito
4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente
sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet
utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es
lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)
VELOCIDAD
En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea
circulan a la velocidad de 10 Mbps
Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades
superiores tanto de 20 como de 100 Mbps
Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes
de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios
usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-
Windows
De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que
actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
Generacioacuten y extraccioacuten del preaacutembulo para fines de sincronizacioacuten
Codificacioacuten y decodificacioacuten de bits
Acceso al Canal
Transmisioacuten Recepcioacuten de los bits codificados
Sensibilidad de portadora indicando trafico sobre el canal
Deteccioacuten de colisiones indicando contencioacuten sobre el canal
Formato de Trama
En una red ethernet cada elemento del sistema tiene una direccioacuten uacutenica de 48
bits y la informacioacuten es transmitida serialmente en grupos de bits denominados
tramas Las tramas incluyen los datos a ser enviados la direccioacuten de la estacioacuten
que debe recibirlos y la direccioacuten de la estacioacuten que los transmite
Cada interface ethernet monitorea el medio de transmisioacuten antes de una
transmisioacuten para asegurar que no esteacute en uso y durante la transmisioacuten para
detectar cualquier interferencia
En caso de alguna interferencia durante la transmisioacuten las tramas son enviadas
nuevamente cuando el medio esteacute disponible Para recibir los datos cada estacioacuten
reconoce su propia direccioacuten y acepta las tramas con esa direccioacuten mientras ignora
las demaacutes
El tamantildeo de trama permitido sin incluir el preaacutembulo puede ser desde 64 a 1518
octetos Las tramas fuera de este rango son consideradas invalidas
Campos que Componen la Trama
El preaacutembulo Inicia o encabeza la trama con ocho octetos formando un patroacuten de 1010
que termina en 10101011 Este campo provee sincronizacioacuten y marca el limite de trama
Direccioacuten destino Sigue al preaacutembulo o identifica la estacioacuten destino que debe recibir la
trama mediante seis octetos que pueden definir una direccioacuten de nivel fiacutesico o muacuteltiples
direcciones lo cual es determinado mediante el bit de menos significacioacuten del primer byte
de este campo Para una direccioacuten de nivel fiacutesico este es puesto en 0 loacutegico y la misma es
uacutenica a traveacutes de toda la red ethernet Una direccioacuten muacuteltiple puede ser dirigida a un
grupo de estaciones o a todas las estaciones y tiene el bit de menos significacioacuten en 1
loacutegico Para direccionar todas las estaciones de la red todos los bits del campo de
direccioacuten destino se ponen en 1 lo cual ofrece la combinacioacuten FFFFFFFFFFFFH
Direccioacuten fuente Este campo sigue al anterior Compuesto tambieacuten por seis octetos que
identifican la estacioacuten que origina la trama
Los campos de direccioacuten son ademaacutes subdivididos Los primeros tres octetos son
asignados a un fabricante y los tres octetos siguientes son asignados por el fabricante La
tarjeta de red podriacutea venir defectuosa pero la direccioacuten del nodo debe permanecer
consistente El chip de memoria ROM que contiene la direccioacuten original puede ser
removido de una tarjeta vieja para ser insertado en una nueva tarjeta o la direccioacuten
puede ser puesta en un registro mediante el disco de diagnostico de la tarjeta de
interfaces de red (NIC) Cualquiera que sea el meacutetodo utilizado se deber ser cuidadoso
para evitar alteracioacuten alguna en la administracioacuten de la red
Tipo Este es un campo de dos octetos que siguen al campo de direccioacuten fuente y
especifican el protocolo de alto nivel utilizado en el campo de datos Algunos tipos serian
0800H para TCPIP y 0600H para XNS
Campo de dato Contiene los datos de informacioacuten y es el uacutenico que tiene una longitud de
bytes variable que puede oscilar de un miacutenimo de 46 bytes a un maacuteximo de 1500 El
contenido de ese campo es completamente arbitrario y es determinado por el protocolo
de alto nivel usado
Frame Check Secuence Este viene a ser el ultimo campo de la trama compuesto por 32
bits que son usados por la verificacioacuten de errores en la transmisioacuten mediante el meacutetodo
CRC considerando los campo de direccioacuten tipo y de dato
Caracteriacutesticas
La codificacioacuten Manchester provee una forma simple de codificar secuencias de
bits incluso cuando hay largas secuencias de periodos sin transiciones de nivel que
puedan significar la peacuterdida de sincronizacioacuten o incluso errores en las secuencias
de bits
Este tipo de codificacioacuten nos asegura que la componente continua de las sentildeales es
cero si se emplean valores positivos y negativos
La codificacioacuten Manchester es una forma de codificacioacuten altamente fiable
El requerimiento del ancho de banda para la codificacioacuten Manchester es el doble
comparado en las comunicaciones asiacutencronas y el espectro de la sentildeal es
considerablemente mas ancho
Definicioacuten
El estaacutendar IEEE 8023 especifica el meacutetodo de control del medio (MAC) denominado The
physical layer and the Data Link layer standardized by IEEE 8023 are intended to
correspond closely to the lowest layers of the ISO Model for Open Systems
Interconnection (see ) [3]CSMACD siglas que corresponden a Carrier Sense Multiple
Access with Collision Deteccioacuten (en espantildeol Meacutetodo de acceso Muacuteltiple por Deteccioacuten de
Portadora con Deteccioacuten de Colisiones) es una teacutecnica usada en redes Ethernet para
mejorar sus prestaciones Anteriormente a esta teacutecnica se usaron las de Aloha puro (El
protocolo ALOHA es un protocolo del nivel de enlace de datos para redes de aacuterea local con
topologiacutea de difusioacutenLa primera versioacuten del protocolo era baacutesica
Si tienes datos que enviar enviacutealos
Si el mensaje colisiona con otra transmisioacuten intenta reenviarlos maacutes tarde)
Tambien usaron el Aloha ranurado (con la uacutenica diferencia de que las estaciones soacutelo
pueden transmitir en unos determinados instantes de tiempo o slotspero ambas
presentaban muy bajas prestaciones Por eso aparecioacute en primer lugar la teacutecnica
CSMA (el escuchar el medio para saber si existe presencia de portadora en los
momentos en los que se ocupa el canal
El fin es evitar colisiones es decir que dos host hablen al mismo tiempo Por otro lado
define el procedimento que estos dos host deben seguir si llegasen a usar el mismo
medio de forma simultaacutenea)
CSMACD sucede cuando se utiliza un medio de acceso muacuteltiple y que la estacioacuten que
desea emitir previamente escucha el canal antes de emitir Lo cual es el protocolo de
sentildeal eleacutectrica
TIPOS DE PROTOCOLOS CON DETECCIOacuteN DE PORTADORA
En los mecanismos de acceso al medio con deteccioacuten de portadora como los CSMA
(Carrier Sense Multiple Access) el control de acceso al medio de transmisioacuten se distribuye
completamente entre todas las estaciones Una estacioacuten que quiere transmitir escucha la
liacutenea para detectar si otra estaacute transmitiendo Si el canal estaacute vaciacuteo la estacioacuten transmite
pero si estaacute ocupado debe esperar un cierto tiempo antes de intentarlo de nuevo Hay tres
algoritmos para determinar cuando se vuelve a intentar la transmisioacuten tras encontrar
ocupado el canal
CSMA 1-PERSISTENTE
CSMA NO PERSISTENTE
CSMA P-PERSISTENTE
CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN
CSMA 1-PERSISTENTE
El protocolo CSMA 1-persistente funciona de la siguiente forma cuando tiene que
transmitir un frame primero escucha el canal y si estaacute libre enviacutea el frame caso contrario
espera a que se libere y en ese momento lo enviacutea Se denomina CSMA 1-persistente
porque existe la probabilidad 1 es decir certeza de que el frame se transmitiraacute cuando el
canal esteacute libre En una situacioacuten real con alto traacutefico es muy posible que cuando un nodo
termine de transmitir existan varios esperando enviar sus datos y con CSMA 1-persistente
todos los frames seraacuten emitidos a la vez y colisionaraacuten pudieacutendose repetir el proceso
varias veces con la consiguiente degradacioacuten del rendimiento Una colisioacuten ocurriraacute
aunque no empiecen a transmitir exactamente a la vez basta simplemente con que dos
nodos empiecen a transmitir con una diferencia de tiempos menor que la distancia que los
separa ya que en tal caso ambos detectaraacuten el canal libre en el momento de iniciar la
transmisioacuten Se deduce entonces que en este tipo de redes el retardo de propagacioacuten de
la sentildeal puede tener un efecto importante en el rendimiento El rendimiento obtenido con
este protocolo puede llegar al 55 con un grado de ocupacioacuten del 100
CSMA NO PERSISTENTE
Antes de enviar se escucha el canal si el canal estaacute libre se transmite el frame Si estaacute
ocupado en vez de quedarse escuchando se espera un tiempo aleatorio que viene dado
por un algoritmo llamado de backoff despueacutes del cual se repite el proceso El protocolo
tiene una menor eficiencia que CSMA 1-persistente para traacuteficos moderados pues
introduce una mayor latencia sin embargo se comporta mejor en situaciones de traacutefico
intenso ya que evita las colisiones producidas por las estaciones que se encuentran a la
espera de que termine la transmisioacuten de un frame en un momento dado
CSMA P-PERSISTENTE
Utiliza intervalos de tiempo y funciona de la siguiente manera cuando el nodo tiene
algo que enviar primero escucha el canal si estaacute ocupado espera un tiempo aleatorio
Cuando el canal estaacute libre se selecciona un nuacutemero aleatorio con distribucioacuten uniforme
entre 0 y 1 si el nuacutemero es menor que p el frame es transmitido En caso contrario se
espera el siguiente slot de tiempo para transmitir y repite el algoritmo hasta que el frame
es transmitido o bien otro nodo utiliza en canal en cuyo caso se espera un tiempo
aleatorio y empieza de nuevo el proceso desde el principio La eficiencia del protocolo es
en general superior a la de CSMA 1-persistente y CSMA no persistente
CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN
Un problema con los protocolos anteriores es que una vez se ha empezado a transmitir
un frame se sigue transmitiendo auacuten cuando se detecte una colisioacuten Como es maacutes
eficiente dejar de transmitir y esperar un tiempo aleatorio para volver a hacerlo los
protocolos de acceso muacuteltiple por deteccioacuten de portadora con deteccioacuten de colisiones o
CSMACD implementan esta mejora
Estados de
una red CSMACD
En una red CSMACD la uacutenica circunstancia en la que puede producirse una colisioacuten es
cuando dos hosts empiezan a transmitir a la vez o con una diferencia de tiempo lo
bastante pequentildea como para que la sentildeal de uno no haya podido llegar al otro antes de
que eacuteste empiece a transmitir En palabras simples el nodo no alcanzoacute a escuchar que
otro nodo ya comenzoacute la transmisioacuten producto del retardo de propagacioacuten de la sentildeal
A este periodo de tiempo se le llama PERIODO DE CONTIENDA y corresponde a uno de
los tres posibles estados que tiene una red CSMACD los otros dos estados son los de
transmisioacuten y estado libre
Deteccioacuten de portadora
La deteccioacuten de portadora es utilizada para escuchar al medio (la portadora) para ver si se
encuentra libre Si la portadora se encuentra libre los datos son pasados a la capa fiacutesica
para su transmisioacuten Si la portadora estaacute ocupada se monitorea hasta que se libere
Deteccioacuten de colisiones
Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten
Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto
ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten
La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se
enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
Caracteriacutesticas de CSMACD
1 El primer paso a la hora de transmitir seraacute saber si el medio estaacute libre Para eso
escuchamos lo que dicen los demaacutes Si el medio esta tranquilo (ninguna otra estacioacuten esta
transmitiendo) se enviacutea la transmisioacuten
2 Cuando dos o maacutes estaciones tienen mensajes para enviar es posible que transmitan casi
en el mismo instante resultando en una colisioacuten en la red
3 Cuando se produce una colisioacuten todas las estaciones receptoras ignoran la transmisioacuten
confusa
4 Si un dispositivo de transmisioacuten detecta una colisioacuten enviacutea una sentildeal de expansioacuten para
notificar a todos los dispositivos conectados que ha ocurrido una colisioacutendenominada
jamming
5 Las estaciones transmisoras detienen sus transmisiones tan pronto como detectan la
colisioacuten
6 Despueacutes de una colisioacuten (Los host que intervienen en la colisioacuten invocan un algoritmo de
postergacioacuten que genera un tiempo aleatorio) las estaciones esperan un tiempo aleatorio
(tiempo de backoff) para volver a transmitir una trama
En el meacutetodo de acceso CSMACD los dispositivos de red que tienen datos para transmitir
funcionan en el modo escuchar antes de transmitir Esto significa que cuando un nodo
desea enviar datos primero debe determinar si los medios de red estaacuten ocupados o no
En redes inalaacutembricas resulta a veces complicado llevar a cabo el primer paso (escuchar al
medio para determinar si estaacute libre o no) Por este motivo surgen dos problemas que
pueden ser detectados
1 Problema del nodo oculto la estacioacuten cree que el medio estaacute libre cuando en
realidad no lo estaacute pues estaacute siendo utilizado por otro nodo al que la estacioacuten no
oye
2 Problema del nodo expuesto la estacioacuten cree que el medio estaacute ocupado
cuando en realidad lo estaacute ocupando otro nodo que no interfeririacutea en su
transmisioacuten a otro destino
Para resolver estos problemas la IEEE 80211 propone MACA (MultiAccess Collision
Avoidance ndash Evitacioacuten de Colisioacuten por Acceso Muacuteltiple)
CSMA CD Meacutetodo de acceso capacidades funcionales
El siguiente resumen muestra una referencia raacutepida de las
capacidades funcionales de CSMA CD sublayer MAC
En el marco de la transmisioacuten
aceptar los datos de la LLC sublayer y construir un marco
Presentar una serie de bits de datos a la capa fiacutesica para la
transmisioacuten en el medio
En el marco de la recepcioacuten
recibir una serie de bits de datos a partir de la capa fiacutesica
presentar a la LLC (enlace logico de control)sublayer marcos
aplazar el enviacuteo de un flujo de bits de serie cada vez que el
soporte fiacutesico estaacute ocupado
FCS adecuado antildeadir valor a los marcos de salida y verificar la
alineacioacuten completa octeto frontera
controles de los marcos de errores de transmisioacuten por medio
de FCS y verifica la alineacioacuten octeto frontera
retrasar la transmisioacuten de bits de marco para el intervalo
entre periacuteodo especificado
detener la transmisioacuten cuando se detecte colisioacuten
se garantiza la propagacioacuten en toda la red mediante el enviacuteo
de mensaje de atasco
descartar la transmisioacuten que se recibieron menos de una
longitud miacutenima
TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con
un indicador de sentildeal de comienzo de la trama
El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito
de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de
transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el
direccionamiento
El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten
Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas
El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos
emisor y receptor
El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos
Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener
una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y
destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada
El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten
dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es
conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de
multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es
Conocida como direccioacuten de difusioacuten
La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten
El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a
continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los
casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)
El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud
variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes
Un campo pad o campo de relleno es usado para asegurar que la trama alcance la
longitud miacutenima requerida Una trama debe contener miacutenimo un nuacutemero de bytes
para que las estaciones puedan detectar las colisiones con precisioacuten
Una secuencia de chequeo de trama es utilizada como mecanismo de control de
errores
Cuando el dispositivo emisor ensambla la trama realiza un caacutelculo en los bits de la
trama El algoritmo usado para realizar este caacutelculo siempre genera como salida un
valor de 4 bytes El dispositivo emisor almacena este valor en el campo de chequeo
de secuencia de la trama
Cuando el receptor recibe la trama realiza el mismo caacutelculo y compara el resultado
con el del campo de chequeo de secuencia de la trama Si los dos valores
coinciden la transmisioacuten se asume como correcta Si los dos valores son
diferentes el dispositivo de destino solicita una retransmisioacuten de la trama
ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
La funcioacuten de encapsulacioacuten y desencapsulacioacuten de datos es llevada a cabo por la subcapa
MAC Este proceso es responsable de las funciones de direccionamiento y del chequeo de
errores
ENCAPSULADO
El encapsulado es realizado por la estacioacuten emisora El encapsulado es el acto de agregar
informacioacuten direcciones y bytes para el control de errores al comienzo y al final de la
unidad de datos transmitidos Esto es realizado luego que los datos son recibidos por la
Subcapa de control de enlace loacutegico (LLC) La informacioacuten antildeadida es necesaria para
realizar las siguientes tareas
Sincronizar la estacioacuten receptora con la sentildeal
Indicar el comienzo y el fin de la trama
Identificar las direcciones tanto de la estacioacuten emisora como la receptora
Detectar errores en la transmisioacuten
Ejemplo ENCAPSULADO DE DATOS EN EL MODELO DE REFERENCIA OSI
Lo que sigue es una descripcioacuten del proceso de encapsulado de datos en una pila de
protocolo en nuestro caso TCPIP
Las capas del modelo osi se comunican entre siacute utilizando las PDU (protocol data unit) que
especifican que informacioacuten debe agregarse como encabezado o final de los datos que
ingresan a la capa Analizamos el paso de los datos por las 4 uacuteltimas capas del modelo
( transporte red enlace de datos fiacutesica)
Cuando los datos bajan de la capa sesioacuten la PDU de la capa de transporte exige el
agregado del encabezado de protocolo TCP La capa siguiente agrega el encabezado IP Al
bajar a la capa de Enlace el encabezado que se agrega depende de la implementacioacuten de
Ethernet que se esteacute utilizando Si la implementacioacuten es ETHERNET II se agrega solamente
un encabezado MAC si la implementacioacuten es IEEE 8023 8022 se agregan 2
encabezados LLC de la subcapa superior (Logical Link Control) y MAC (Media Access
Control) de la subcapa inferior para luego pasar a la capa Fiacutesica convertido en sentildeales
eleacutectricas
DESENCAPSULADO
El desencapsulado es realizado por la estacioacuten receptora Cuando es recibida una trama la
estacioacuten receptora es responsable de realizar las siguientes tareas
Reconocer la direccioacuten de destino y determinar si coincide con su propia direccioacuten
Realizar la verificacioacuten de errores
Remover la informacioacuten de control que fue antildeadida por la funcioacuten de encapsulado
de datos en la estacioacuten emisora
ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
La funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es realizada por la subcapa MAC
En la estacioacuten emisora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable de
determinar si el canal de comunicacioacuten se encuentra disponible Si el canal se encuentra
disponible puede iniciarse la transmisioacuten de datos
Adicionalote la funcioacuten de administracioacuten es responsable de determinar que accioacuten
deberaacute tomarse en caso de detectarse una colisioacuten y cuando intentaraacute retransmitir
En la estacioacuten receptora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable
de realizar las comprobaciones de validacioacuten en la trama antes de pasarla a la funcioacuten de
desencapsulado
CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
La funcioacuten de codificacioacutendecodificacioacuten es realizada en la capa fiacutesica Esta funcioacuten es
responsable de obtener la forma eleacutectrica u oacuteptica de los datos que se van a transmitir en
el medio
La codificacioacuten de datos es realizada por la estacioacuten emisora Esta es responsable de
traducir los bits a sus correspondientes sentildeales eleacutectricas u oacutepticas para ser trasladadas a
traveacutes del medio Adicionalmente esta funcioacuten es responsable de escuchar el medio y
notificar al la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio si el medio se encuentra libre
ocupado o se ha detectado una colisioacuten
veremos algunas teacutecnicas para codificar datos en sentildeales digitales Recordemos que una
sentildeal digital es una secuencia de niveles de tensioacuten discretos cada uno de ellos es un
elemento de la sentildeal Las teacutecnicas de codificacioacuten convierten cada bit de datos 0 o 1 en
elementos de sentildeal buscando ciertas ventajas o caracteriacutestica de la misma
iquestQueacute es lo que buscamos cuando queremos transmitir Pues de normal que la velocidad
de transmisioacuten sea elevada y que el nuacutemero de errores pequentildeo Pero tambieacuten que el
medio que utilicemos sea barato Por desgracia todo a la vez es imposible canales con
mayor ancho de banda aumentaraacuten la velocidad de transmisioacuten y si estaacuten bien
apantallados podraacuten transmitir a grandes distancias sin apenas ruido iexclpero eso es muy
caro iquestDe queacute manera puede ayudar la forma de la sentildeal
(Un poco maacutes de
vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten
soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos
lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas
Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama
transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos
La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la
traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits
TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con
un indicador de sentildeal de comienzo de la trama
El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito
de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de
transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el
direccionamiento
El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten
Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas
El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos
emisor y receptor
El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos
El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits
10101011
Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener
una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y
destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada
El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten
dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es
conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de
multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es
conocida como direccioacuten de difusioacuten
La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten
El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a
continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los
casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)
El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud
variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes
4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)
Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red
Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits
transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un
nuacutemero negativo y una potencia de 10
Se calcula con la siguiente formula
BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS
Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por
ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3
actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER
se consigue tiacutepicamente en 10^ -12
VALORES DE BER TIPICOS
Ethernet 10BASE-5 lt10^-8
Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10
Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11
Fiber Channel SONETSDHlt10^-12
GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8
CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7
5 TOPOLOGIAS
Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los
diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos
especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden
interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental
que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los
diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La
topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el
nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc
Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea
1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y
cableado (los medios) en la red
2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del
medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y
transmisioacuten de tokens (Token Ring)
3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones
La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia
todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para
utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento
en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten
de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a
cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la
red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host
y el proceso se vuelve a repetir
Topologiacutea de la Red Ethernet
La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo
de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se
conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos
forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal
La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el
cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de
cableado
TOPOLOGIA EN BUS
La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo
segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la
combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta
estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y
no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo
de estaciones de la red se fija en 1024
Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media
pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es
completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la
red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet
pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que
transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros
10-BASE-5
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto
Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados
transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo
agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del
cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la
estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la
interfaz se comunica con la computadora
Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que
acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una
tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el
transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso
llevar un microprocesador para controlar las transferencias
Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores
BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC
conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces
utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es
maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es
de 185 metros
10-BASE-2
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador
Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca
un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el
conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los
extremos si este se conecta directamente a un repetidor
TOPOLOGIA EN ESTRELLA
El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que
cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese
segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en
estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a
un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una
para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El
cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado
El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la
expansioacuten de la red
CONECTOR RJ-45
Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de
ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los
pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En
algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo
se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador
sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs
utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red
10-BASE-T
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico
Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas
10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios
Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia
entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-
BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con
un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red
Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se
puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la
conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos
casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores
5 Trama de red
En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de
datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos
especialmente en el Nivel de enlace de datos
Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten
chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de
datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel
de red
Formato de la trama de Ethernet
Trama DIX
Ethernet
Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS
8 bytes 6 bytes6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes
2 oacute 4
bytes
Trama IEEE
8023
Preaacutembul
oSOF Destino Origen
Longitu
dDatos Relleno FCS
7 bytes1
byte6 bytes
6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes4 bytes
Preaacutembulo
Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y
estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo
es
10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010
Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester
representan una forma de onda perioacutedica
SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama
Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s
consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes
significativo del campo de direccioacuten MAC de destino
Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor
debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF
Direccioacuten de destino
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se
enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast
o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar
si debe aceptar el paquete
Direccioacuten de origen
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se
enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la
direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos
Tipo
Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el
paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos
interpreta este campo
Datos
Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de
valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este
campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de
niveles superiores
FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)
Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de
Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el
receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la
trama
Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama
- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica
- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y
realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un
byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios
- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de
datos para obtener una suma
7 componentes de Ethernet
Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio
Ethernet a mano maacutes apropiado
Hay cuatro tipos principales de medios en uso
Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5
Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en
determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)
Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04
pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)
relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta
su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o
grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero
permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias
Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2
Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar
Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas
(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en
empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a
interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso
Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)
sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero
requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino
tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se
utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos
Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T
Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla
adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes
frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco
mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo
del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su
costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con
plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin
embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias
electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado
con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps
Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-
repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las
aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o
10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las
situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una
preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes
cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica
La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de
longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que
de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre
Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que
seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se
puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten
Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la
flexibilidad de la tecnologiacutea
Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de
paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation
Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE
liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha
vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan
Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el
disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene
aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una
resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir
la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas
Figura 1
El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura
1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes
electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras
que se comunican en la red
La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un
dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un
transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del
cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre
un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada
en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro
del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se
corte y se inserte una lsquoTrsquo
Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un
transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio
del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador
anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta
madre) y se conecta con el transceptor
Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra
fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las
sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite
la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute
en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato
digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el
transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente
llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la
potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la
operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o
recibiendo
Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las
intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema
operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta
instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la
transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido
finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple
dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede
contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria
de la computadora y el cable ether)
En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de
una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e
instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura
2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante
Figura 2
Capacidad de las redes Ethernet
El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden
transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una
computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red
no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar
datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico
total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y
pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace
posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa
que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por
ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o
muchas computadoras que generan cargas ligeras
La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE
8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo
suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles
Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El
propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red
sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una
longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo
el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama
La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se
encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que
es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser
transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por
un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se
encuentran en el campo da datos
La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de
direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023
permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite
solo direcciones de 6 Bytes
El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE
8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet
Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de
los cables utilizados
10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet
10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet
10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una
velocidad de 10 Mbps
100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica
multimodo (la F es por Fiber)
100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)
1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad
de 1 gigabite por segundo
1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S
es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)
1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L
es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)
Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado
Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del
nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran
aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de
legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces
de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor
adaptacioacuten y transicioacuten
Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos
Velocidad de transmisioacuten
- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea
Tipo de cable
- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea
Longitud maacutexima
- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones
repetidoras)
Topologiacutea
- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados
con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o
switches (estrella conmutada)
A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes
importantes
Tecnologiacuteas Ethernet
Tecnologiacutea
Velocidad de
transmisioacuten Tipo de cable
Distancia
maacutexima Topologiacutea
10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)
10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m
Estrella (Hub o
Switch)
10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o
Switch)
100BaseT4 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 3UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseTX 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 5UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m
No permite el uso de
hubs
1000BaseT 1000Mbps
4 pares trenzado
(categoriacutea 5e oacute
6UTP ) 100 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseSX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(multimodo) 550 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseLX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(monomodo) 5000 m
Estrella Full Duplex
(switch)
10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los
estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad
nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet
El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y
WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en
una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023
Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten
8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN
PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se
puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103
Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas
Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c
10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre
cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo
del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica
multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)
10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand
4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un
router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance
10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre
240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra
mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm
10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra
mono-modo (usando 1310nm)
10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre
fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido
interfaces enchufables de hasta 80-km
10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625
microm
10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado
para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera
SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-
ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas
distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)
Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado
principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin
embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par
trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada
para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-
duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex
Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes
Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802
10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten
comercial
La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las
especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para
Ethernet de 100 Mbps
Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes
apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios
productos en el mercado
Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones
1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de
sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la
transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado
100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como
veremos a continuacioacuten)
Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue
utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que
puede seguir usando los mismos cables de par trenzado
2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por
otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)
y que se denominoacute 100BaseVG
Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea
3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable
consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda
3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten
denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito
4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente
sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet
utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es
lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)
VELOCIDAD
En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea
circulan a la velocidad de 10 Mbps
Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades
superiores tanto de 20 como de 100 Mbps
Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes
de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios
usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-
Windows
De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que
actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
El preaacutembulo Inicia o encabeza la trama con ocho octetos formando un patroacuten de 1010
que termina en 10101011 Este campo provee sincronizacioacuten y marca el limite de trama
Direccioacuten destino Sigue al preaacutembulo o identifica la estacioacuten destino que debe recibir la
trama mediante seis octetos que pueden definir una direccioacuten de nivel fiacutesico o muacuteltiples
direcciones lo cual es determinado mediante el bit de menos significacioacuten del primer byte
de este campo Para una direccioacuten de nivel fiacutesico este es puesto en 0 loacutegico y la misma es
uacutenica a traveacutes de toda la red ethernet Una direccioacuten muacuteltiple puede ser dirigida a un
grupo de estaciones o a todas las estaciones y tiene el bit de menos significacioacuten en 1
loacutegico Para direccionar todas las estaciones de la red todos los bits del campo de
direccioacuten destino se ponen en 1 lo cual ofrece la combinacioacuten FFFFFFFFFFFFH
Direccioacuten fuente Este campo sigue al anterior Compuesto tambieacuten por seis octetos que
identifican la estacioacuten que origina la trama
Los campos de direccioacuten son ademaacutes subdivididos Los primeros tres octetos son
asignados a un fabricante y los tres octetos siguientes son asignados por el fabricante La
tarjeta de red podriacutea venir defectuosa pero la direccioacuten del nodo debe permanecer
consistente El chip de memoria ROM que contiene la direccioacuten original puede ser
removido de una tarjeta vieja para ser insertado en una nueva tarjeta o la direccioacuten
puede ser puesta en un registro mediante el disco de diagnostico de la tarjeta de
interfaces de red (NIC) Cualquiera que sea el meacutetodo utilizado se deber ser cuidadoso
para evitar alteracioacuten alguna en la administracioacuten de la red
Tipo Este es un campo de dos octetos que siguen al campo de direccioacuten fuente y
especifican el protocolo de alto nivel utilizado en el campo de datos Algunos tipos serian
0800H para TCPIP y 0600H para XNS
Campo de dato Contiene los datos de informacioacuten y es el uacutenico que tiene una longitud de
bytes variable que puede oscilar de un miacutenimo de 46 bytes a un maacuteximo de 1500 El
contenido de ese campo es completamente arbitrario y es determinado por el protocolo
de alto nivel usado
Frame Check Secuence Este viene a ser el ultimo campo de la trama compuesto por 32
bits que son usados por la verificacioacuten de errores en la transmisioacuten mediante el meacutetodo
CRC considerando los campo de direccioacuten tipo y de dato
Caracteriacutesticas
La codificacioacuten Manchester provee una forma simple de codificar secuencias de
bits incluso cuando hay largas secuencias de periodos sin transiciones de nivel que
puedan significar la peacuterdida de sincronizacioacuten o incluso errores en las secuencias
de bits
Este tipo de codificacioacuten nos asegura que la componente continua de las sentildeales es
cero si se emplean valores positivos y negativos
La codificacioacuten Manchester es una forma de codificacioacuten altamente fiable
El requerimiento del ancho de banda para la codificacioacuten Manchester es el doble
comparado en las comunicaciones asiacutencronas y el espectro de la sentildeal es
considerablemente mas ancho
Definicioacuten
El estaacutendar IEEE 8023 especifica el meacutetodo de control del medio (MAC) denominado The
physical layer and the Data Link layer standardized by IEEE 8023 are intended to
correspond closely to the lowest layers of the ISO Model for Open Systems
Interconnection (see ) [3]CSMACD siglas que corresponden a Carrier Sense Multiple
Access with Collision Deteccioacuten (en espantildeol Meacutetodo de acceso Muacuteltiple por Deteccioacuten de
Portadora con Deteccioacuten de Colisiones) es una teacutecnica usada en redes Ethernet para
mejorar sus prestaciones Anteriormente a esta teacutecnica se usaron las de Aloha puro (El
protocolo ALOHA es un protocolo del nivel de enlace de datos para redes de aacuterea local con
topologiacutea de difusioacutenLa primera versioacuten del protocolo era baacutesica
Si tienes datos que enviar enviacutealos
Si el mensaje colisiona con otra transmisioacuten intenta reenviarlos maacutes tarde)
Tambien usaron el Aloha ranurado (con la uacutenica diferencia de que las estaciones soacutelo
pueden transmitir en unos determinados instantes de tiempo o slotspero ambas
presentaban muy bajas prestaciones Por eso aparecioacute en primer lugar la teacutecnica
CSMA (el escuchar el medio para saber si existe presencia de portadora en los
momentos en los que se ocupa el canal
El fin es evitar colisiones es decir que dos host hablen al mismo tiempo Por otro lado
define el procedimento que estos dos host deben seguir si llegasen a usar el mismo
medio de forma simultaacutenea)
CSMACD sucede cuando se utiliza un medio de acceso muacuteltiple y que la estacioacuten que
desea emitir previamente escucha el canal antes de emitir Lo cual es el protocolo de
sentildeal eleacutectrica
TIPOS DE PROTOCOLOS CON DETECCIOacuteN DE PORTADORA
En los mecanismos de acceso al medio con deteccioacuten de portadora como los CSMA
(Carrier Sense Multiple Access) el control de acceso al medio de transmisioacuten se distribuye
completamente entre todas las estaciones Una estacioacuten que quiere transmitir escucha la
liacutenea para detectar si otra estaacute transmitiendo Si el canal estaacute vaciacuteo la estacioacuten transmite
pero si estaacute ocupado debe esperar un cierto tiempo antes de intentarlo de nuevo Hay tres
algoritmos para determinar cuando se vuelve a intentar la transmisioacuten tras encontrar
ocupado el canal
CSMA 1-PERSISTENTE
CSMA NO PERSISTENTE
CSMA P-PERSISTENTE
CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN
CSMA 1-PERSISTENTE
El protocolo CSMA 1-persistente funciona de la siguiente forma cuando tiene que
transmitir un frame primero escucha el canal y si estaacute libre enviacutea el frame caso contrario
espera a que se libere y en ese momento lo enviacutea Se denomina CSMA 1-persistente
porque existe la probabilidad 1 es decir certeza de que el frame se transmitiraacute cuando el
canal esteacute libre En una situacioacuten real con alto traacutefico es muy posible que cuando un nodo
termine de transmitir existan varios esperando enviar sus datos y con CSMA 1-persistente
todos los frames seraacuten emitidos a la vez y colisionaraacuten pudieacutendose repetir el proceso
varias veces con la consiguiente degradacioacuten del rendimiento Una colisioacuten ocurriraacute
aunque no empiecen a transmitir exactamente a la vez basta simplemente con que dos
nodos empiecen a transmitir con una diferencia de tiempos menor que la distancia que los
separa ya que en tal caso ambos detectaraacuten el canal libre en el momento de iniciar la
transmisioacuten Se deduce entonces que en este tipo de redes el retardo de propagacioacuten de
la sentildeal puede tener un efecto importante en el rendimiento El rendimiento obtenido con
este protocolo puede llegar al 55 con un grado de ocupacioacuten del 100
CSMA NO PERSISTENTE
Antes de enviar se escucha el canal si el canal estaacute libre se transmite el frame Si estaacute
ocupado en vez de quedarse escuchando se espera un tiempo aleatorio que viene dado
por un algoritmo llamado de backoff despueacutes del cual se repite el proceso El protocolo
tiene una menor eficiencia que CSMA 1-persistente para traacuteficos moderados pues
introduce una mayor latencia sin embargo se comporta mejor en situaciones de traacutefico
intenso ya que evita las colisiones producidas por las estaciones que se encuentran a la
espera de que termine la transmisioacuten de un frame en un momento dado
CSMA P-PERSISTENTE
Utiliza intervalos de tiempo y funciona de la siguiente manera cuando el nodo tiene
algo que enviar primero escucha el canal si estaacute ocupado espera un tiempo aleatorio
Cuando el canal estaacute libre se selecciona un nuacutemero aleatorio con distribucioacuten uniforme
entre 0 y 1 si el nuacutemero es menor que p el frame es transmitido En caso contrario se
espera el siguiente slot de tiempo para transmitir y repite el algoritmo hasta que el frame
es transmitido o bien otro nodo utiliza en canal en cuyo caso se espera un tiempo
aleatorio y empieza de nuevo el proceso desde el principio La eficiencia del protocolo es
en general superior a la de CSMA 1-persistente y CSMA no persistente
CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN
Un problema con los protocolos anteriores es que una vez se ha empezado a transmitir
un frame se sigue transmitiendo auacuten cuando se detecte una colisioacuten Como es maacutes
eficiente dejar de transmitir y esperar un tiempo aleatorio para volver a hacerlo los
protocolos de acceso muacuteltiple por deteccioacuten de portadora con deteccioacuten de colisiones o
CSMACD implementan esta mejora
Estados de
una red CSMACD
En una red CSMACD la uacutenica circunstancia en la que puede producirse una colisioacuten es
cuando dos hosts empiezan a transmitir a la vez o con una diferencia de tiempo lo
bastante pequentildea como para que la sentildeal de uno no haya podido llegar al otro antes de
que eacuteste empiece a transmitir En palabras simples el nodo no alcanzoacute a escuchar que
otro nodo ya comenzoacute la transmisioacuten producto del retardo de propagacioacuten de la sentildeal
A este periodo de tiempo se le llama PERIODO DE CONTIENDA y corresponde a uno de
los tres posibles estados que tiene una red CSMACD los otros dos estados son los de
transmisioacuten y estado libre
Deteccioacuten de portadora
La deteccioacuten de portadora es utilizada para escuchar al medio (la portadora) para ver si se
encuentra libre Si la portadora se encuentra libre los datos son pasados a la capa fiacutesica
para su transmisioacuten Si la portadora estaacute ocupada se monitorea hasta que se libere
Deteccioacuten de colisiones
Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten
Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto
ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten
La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se
enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
Caracteriacutesticas de CSMACD
1 El primer paso a la hora de transmitir seraacute saber si el medio estaacute libre Para eso
escuchamos lo que dicen los demaacutes Si el medio esta tranquilo (ninguna otra estacioacuten esta
transmitiendo) se enviacutea la transmisioacuten
2 Cuando dos o maacutes estaciones tienen mensajes para enviar es posible que transmitan casi
en el mismo instante resultando en una colisioacuten en la red
3 Cuando se produce una colisioacuten todas las estaciones receptoras ignoran la transmisioacuten
confusa
4 Si un dispositivo de transmisioacuten detecta una colisioacuten enviacutea una sentildeal de expansioacuten para
notificar a todos los dispositivos conectados que ha ocurrido una colisioacutendenominada
jamming
5 Las estaciones transmisoras detienen sus transmisiones tan pronto como detectan la
colisioacuten
6 Despueacutes de una colisioacuten (Los host que intervienen en la colisioacuten invocan un algoritmo de
postergacioacuten que genera un tiempo aleatorio) las estaciones esperan un tiempo aleatorio
(tiempo de backoff) para volver a transmitir una trama
En el meacutetodo de acceso CSMACD los dispositivos de red que tienen datos para transmitir
funcionan en el modo escuchar antes de transmitir Esto significa que cuando un nodo
desea enviar datos primero debe determinar si los medios de red estaacuten ocupados o no
En redes inalaacutembricas resulta a veces complicado llevar a cabo el primer paso (escuchar al
medio para determinar si estaacute libre o no) Por este motivo surgen dos problemas que
pueden ser detectados
1 Problema del nodo oculto la estacioacuten cree que el medio estaacute libre cuando en
realidad no lo estaacute pues estaacute siendo utilizado por otro nodo al que la estacioacuten no
oye
2 Problema del nodo expuesto la estacioacuten cree que el medio estaacute ocupado
cuando en realidad lo estaacute ocupando otro nodo que no interfeririacutea en su
transmisioacuten a otro destino
Para resolver estos problemas la IEEE 80211 propone MACA (MultiAccess Collision
Avoidance ndash Evitacioacuten de Colisioacuten por Acceso Muacuteltiple)
CSMA CD Meacutetodo de acceso capacidades funcionales
El siguiente resumen muestra una referencia raacutepida de las
capacidades funcionales de CSMA CD sublayer MAC
En el marco de la transmisioacuten
aceptar los datos de la LLC sublayer y construir un marco
Presentar una serie de bits de datos a la capa fiacutesica para la
transmisioacuten en el medio
En el marco de la recepcioacuten
recibir una serie de bits de datos a partir de la capa fiacutesica
presentar a la LLC (enlace logico de control)sublayer marcos
aplazar el enviacuteo de un flujo de bits de serie cada vez que el
soporte fiacutesico estaacute ocupado
FCS adecuado antildeadir valor a los marcos de salida y verificar la
alineacioacuten completa octeto frontera
controles de los marcos de errores de transmisioacuten por medio
de FCS y verifica la alineacioacuten octeto frontera
retrasar la transmisioacuten de bits de marco para el intervalo
entre periacuteodo especificado
detener la transmisioacuten cuando se detecte colisioacuten
se garantiza la propagacioacuten en toda la red mediante el enviacuteo
de mensaje de atasco
descartar la transmisioacuten que se recibieron menos de una
longitud miacutenima
TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con
un indicador de sentildeal de comienzo de la trama
El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito
de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de
transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el
direccionamiento
El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten
Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas
El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos
emisor y receptor
El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos
Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener
una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y
destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada
El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten
dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es
conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de
multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es
Conocida como direccioacuten de difusioacuten
La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten
El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a
continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los
casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)
El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud
variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes
Un campo pad o campo de relleno es usado para asegurar que la trama alcance la
longitud miacutenima requerida Una trama debe contener miacutenimo un nuacutemero de bytes
para que las estaciones puedan detectar las colisiones con precisioacuten
Una secuencia de chequeo de trama es utilizada como mecanismo de control de
errores
Cuando el dispositivo emisor ensambla la trama realiza un caacutelculo en los bits de la
trama El algoritmo usado para realizar este caacutelculo siempre genera como salida un
valor de 4 bytes El dispositivo emisor almacena este valor en el campo de chequeo
de secuencia de la trama
Cuando el receptor recibe la trama realiza el mismo caacutelculo y compara el resultado
con el del campo de chequeo de secuencia de la trama Si los dos valores
coinciden la transmisioacuten se asume como correcta Si los dos valores son
diferentes el dispositivo de destino solicita una retransmisioacuten de la trama
ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
La funcioacuten de encapsulacioacuten y desencapsulacioacuten de datos es llevada a cabo por la subcapa
MAC Este proceso es responsable de las funciones de direccionamiento y del chequeo de
errores
ENCAPSULADO
El encapsulado es realizado por la estacioacuten emisora El encapsulado es el acto de agregar
informacioacuten direcciones y bytes para el control de errores al comienzo y al final de la
unidad de datos transmitidos Esto es realizado luego que los datos son recibidos por la
Subcapa de control de enlace loacutegico (LLC) La informacioacuten antildeadida es necesaria para
realizar las siguientes tareas
Sincronizar la estacioacuten receptora con la sentildeal
Indicar el comienzo y el fin de la trama
Identificar las direcciones tanto de la estacioacuten emisora como la receptora
Detectar errores en la transmisioacuten
Ejemplo ENCAPSULADO DE DATOS EN EL MODELO DE REFERENCIA OSI
Lo que sigue es una descripcioacuten del proceso de encapsulado de datos en una pila de
protocolo en nuestro caso TCPIP
Las capas del modelo osi se comunican entre siacute utilizando las PDU (protocol data unit) que
especifican que informacioacuten debe agregarse como encabezado o final de los datos que
ingresan a la capa Analizamos el paso de los datos por las 4 uacuteltimas capas del modelo
( transporte red enlace de datos fiacutesica)
Cuando los datos bajan de la capa sesioacuten la PDU de la capa de transporte exige el
agregado del encabezado de protocolo TCP La capa siguiente agrega el encabezado IP Al
bajar a la capa de Enlace el encabezado que se agrega depende de la implementacioacuten de
Ethernet que se esteacute utilizando Si la implementacioacuten es ETHERNET II se agrega solamente
un encabezado MAC si la implementacioacuten es IEEE 8023 8022 se agregan 2
encabezados LLC de la subcapa superior (Logical Link Control) y MAC (Media Access
Control) de la subcapa inferior para luego pasar a la capa Fiacutesica convertido en sentildeales
eleacutectricas
DESENCAPSULADO
El desencapsulado es realizado por la estacioacuten receptora Cuando es recibida una trama la
estacioacuten receptora es responsable de realizar las siguientes tareas
Reconocer la direccioacuten de destino y determinar si coincide con su propia direccioacuten
Realizar la verificacioacuten de errores
Remover la informacioacuten de control que fue antildeadida por la funcioacuten de encapsulado
de datos en la estacioacuten emisora
ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
La funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es realizada por la subcapa MAC
En la estacioacuten emisora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable de
determinar si el canal de comunicacioacuten se encuentra disponible Si el canal se encuentra
disponible puede iniciarse la transmisioacuten de datos
Adicionalote la funcioacuten de administracioacuten es responsable de determinar que accioacuten
deberaacute tomarse en caso de detectarse una colisioacuten y cuando intentaraacute retransmitir
En la estacioacuten receptora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable
de realizar las comprobaciones de validacioacuten en la trama antes de pasarla a la funcioacuten de
desencapsulado
CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
La funcioacuten de codificacioacutendecodificacioacuten es realizada en la capa fiacutesica Esta funcioacuten es
responsable de obtener la forma eleacutectrica u oacuteptica de los datos que se van a transmitir en
el medio
La codificacioacuten de datos es realizada por la estacioacuten emisora Esta es responsable de
traducir los bits a sus correspondientes sentildeales eleacutectricas u oacutepticas para ser trasladadas a
traveacutes del medio Adicionalmente esta funcioacuten es responsable de escuchar el medio y
notificar al la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio si el medio se encuentra libre
ocupado o se ha detectado una colisioacuten
veremos algunas teacutecnicas para codificar datos en sentildeales digitales Recordemos que una
sentildeal digital es una secuencia de niveles de tensioacuten discretos cada uno de ellos es un
elemento de la sentildeal Las teacutecnicas de codificacioacuten convierten cada bit de datos 0 o 1 en
elementos de sentildeal buscando ciertas ventajas o caracteriacutestica de la misma
iquestQueacute es lo que buscamos cuando queremos transmitir Pues de normal que la velocidad
de transmisioacuten sea elevada y que el nuacutemero de errores pequentildeo Pero tambieacuten que el
medio que utilicemos sea barato Por desgracia todo a la vez es imposible canales con
mayor ancho de banda aumentaraacuten la velocidad de transmisioacuten y si estaacuten bien
apantallados podraacuten transmitir a grandes distancias sin apenas ruido iexclpero eso es muy
caro iquestDe queacute manera puede ayudar la forma de la sentildeal
(Un poco maacutes de
vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten
soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos
lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas
Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama
transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos
La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la
traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits
TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con
un indicador de sentildeal de comienzo de la trama
El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito
de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de
transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el
direccionamiento
El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten
Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas
El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos
emisor y receptor
El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos
El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits
10101011
Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener
una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y
destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada
El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten
dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es
conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de
multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es
conocida como direccioacuten de difusioacuten
La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten
El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a
continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los
casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)
El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud
variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes
4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)
Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red
Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits
transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un
nuacutemero negativo y una potencia de 10
Se calcula con la siguiente formula
BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS
Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por
ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3
actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER
se consigue tiacutepicamente en 10^ -12
VALORES DE BER TIPICOS
Ethernet 10BASE-5 lt10^-8
Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10
Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11
Fiber Channel SONETSDHlt10^-12
GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8
CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7
5 TOPOLOGIAS
Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los
diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos
especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden
interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental
que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los
diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La
topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el
nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc
Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea
1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y
cableado (los medios) en la red
2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del
medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y
transmisioacuten de tokens (Token Ring)
3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones
La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia
todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para
utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento
en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten
de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a
cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la
red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host
y el proceso se vuelve a repetir
Topologiacutea de la Red Ethernet
La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo
de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se
conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos
forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal
La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el
cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de
cableado
TOPOLOGIA EN BUS
La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo
segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la
combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta
estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y
no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo
de estaciones de la red se fija en 1024
Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media
pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es
completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la
red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet
pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que
transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros
10-BASE-5
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto
Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados
transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo
agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del
cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la
estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la
interfaz se comunica con la computadora
Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que
acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una
tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el
transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso
llevar un microprocesador para controlar las transferencias
Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores
BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC
conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces
utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es
maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es
de 185 metros
10-BASE-2
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador
Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca
un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el
conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los
extremos si este se conecta directamente a un repetidor
TOPOLOGIA EN ESTRELLA
El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que
cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese
segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en
estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a
un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una
para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El
cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado
El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la
expansioacuten de la red
CONECTOR RJ-45
Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de
ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los
pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En
algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo
se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador
sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs
utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red
10-BASE-T
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico
Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas
10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios
Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia
entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-
BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con
un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red
Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se
puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la
conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos
casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores
5 Trama de red
En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de
datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos
especialmente en el Nivel de enlace de datos
Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten
chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de
datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel
de red
Formato de la trama de Ethernet
Trama DIX
Ethernet
Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS
8 bytes 6 bytes6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes
2 oacute 4
bytes
Trama IEEE
8023
Preaacutembul
oSOF Destino Origen
Longitu
dDatos Relleno FCS
7 bytes1
byte6 bytes
6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes4 bytes
Preaacutembulo
Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y
estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo
es
10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010
Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester
representan una forma de onda perioacutedica
SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama
Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s
consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes
significativo del campo de direccioacuten MAC de destino
Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor
debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF
Direccioacuten de destino
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se
enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast
o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar
si debe aceptar el paquete
Direccioacuten de origen
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se
enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la
direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos
Tipo
Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el
paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos
interpreta este campo
Datos
Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de
valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este
campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de
niveles superiores
FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)
Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de
Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el
receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la
trama
Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama
- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica
- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y
realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un
byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios
- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de
datos para obtener una suma
7 componentes de Ethernet
Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio
Ethernet a mano maacutes apropiado
Hay cuatro tipos principales de medios en uso
Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5
Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en
determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)
Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04
pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)
relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta
su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o
grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero
permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias
Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2
Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar
Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas
(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en
empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a
interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso
Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)
sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero
requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino
tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se
utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos
Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T
Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla
adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes
frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco
mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo
del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su
costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con
plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin
embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias
electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado
con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps
Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-
repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las
aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o
10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las
situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una
preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes
cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica
La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de
longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que
de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre
Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que
seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se
puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten
Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la
flexibilidad de la tecnologiacutea
Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de
paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation
Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE
liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha
vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan
Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el
disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene
aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una
resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir
la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas
Figura 1
El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura
1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes
electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras
que se comunican en la red
La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un
dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un
transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del
cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre
un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada
en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro
del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se
corte y se inserte una lsquoTrsquo
Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un
transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio
del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador
anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta
madre) y se conecta con el transceptor
Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra
fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las
sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite
la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute
en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato
digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el
transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente
llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la
potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la
operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o
recibiendo
Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las
intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema
operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta
instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la
transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido
finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple
dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede
contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria
de la computadora y el cable ether)
En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de
una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e
instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura
2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante
Figura 2
Capacidad de las redes Ethernet
El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden
transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una
computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red
no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar
datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico
total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y
pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace
posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa
que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por
ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o
muchas computadoras que generan cargas ligeras
La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE
8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo
suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles
Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El
propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red
sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una
longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo
el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama
La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se
encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que
es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser
transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por
un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se
encuentran en el campo da datos
La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de
direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023
permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite
solo direcciones de 6 Bytes
El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE
8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet
Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de
los cables utilizados
10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet
10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet
10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una
velocidad de 10 Mbps
100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica
multimodo (la F es por Fiber)
100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)
1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad
de 1 gigabite por segundo
1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S
es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)
1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L
es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)
Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado
Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del
nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran
aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de
legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces
de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor
adaptacioacuten y transicioacuten
Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos
Velocidad de transmisioacuten
- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea
Tipo de cable
- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea
Longitud maacutexima
- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones
repetidoras)
Topologiacutea
- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados
con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o
switches (estrella conmutada)
A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes
importantes
Tecnologiacuteas Ethernet
Tecnologiacutea
Velocidad de
transmisioacuten Tipo de cable
Distancia
maacutexima Topologiacutea
10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)
10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m
Estrella (Hub o
Switch)
10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o
Switch)
100BaseT4 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 3UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseTX 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 5UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m
No permite el uso de
hubs
1000BaseT 1000Mbps
4 pares trenzado
(categoriacutea 5e oacute
6UTP ) 100 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseSX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(multimodo) 550 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseLX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(monomodo) 5000 m
Estrella Full Duplex
(switch)
10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los
estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad
nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet
El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y
WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en
una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023
Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten
8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN
PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se
puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103
Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas
Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c
10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre
cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo
del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica
multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)
10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand
4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un
router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance
10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre
240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra
mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm
10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra
mono-modo (usando 1310nm)
10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre
fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido
interfaces enchufables de hasta 80-km
10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625
microm
10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado
para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera
SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-
ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas
distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)
Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado
principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin
embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par
trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada
para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-
duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex
Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes
Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802
10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten
comercial
La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las
especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para
Ethernet de 100 Mbps
Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes
apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios
productos en el mercado
Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones
1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de
sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la
transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado
100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como
veremos a continuacioacuten)
Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue
utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que
puede seguir usando los mismos cables de par trenzado
2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por
otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)
y que se denominoacute 100BaseVG
Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea
3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable
consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda
3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten
denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito
4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente
sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet
utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es
lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)
VELOCIDAD
En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea
circulan a la velocidad de 10 Mbps
Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades
superiores tanto de 20 como de 100 Mbps
Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes
de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios
usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-
Windows
De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que
actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
contenido de ese campo es completamente arbitrario y es determinado por el protocolo
de alto nivel usado
Frame Check Secuence Este viene a ser el ultimo campo de la trama compuesto por 32
bits que son usados por la verificacioacuten de errores en la transmisioacuten mediante el meacutetodo
CRC considerando los campo de direccioacuten tipo y de dato
Caracteriacutesticas
La codificacioacuten Manchester provee una forma simple de codificar secuencias de
bits incluso cuando hay largas secuencias de periodos sin transiciones de nivel que
puedan significar la peacuterdida de sincronizacioacuten o incluso errores en las secuencias
de bits
Este tipo de codificacioacuten nos asegura que la componente continua de las sentildeales es
cero si se emplean valores positivos y negativos
La codificacioacuten Manchester es una forma de codificacioacuten altamente fiable
El requerimiento del ancho de banda para la codificacioacuten Manchester es el doble
comparado en las comunicaciones asiacutencronas y el espectro de la sentildeal es
considerablemente mas ancho
Definicioacuten
El estaacutendar IEEE 8023 especifica el meacutetodo de control del medio (MAC) denominado The
physical layer and the Data Link layer standardized by IEEE 8023 are intended to
correspond closely to the lowest layers of the ISO Model for Open Systems
Interconnection (see ) [3]CSMACD siglas que corresponden a Carrier Sense Multiple
Access with Collision Deteccioacuten (en espantildeol Meacutetodo de acceso Muacuteltiple por Deteccioacuten de
Portadora con Deteccioacuten de Colisiones) es una teacutecnica usada en redes Ethernet para
mejorar sus prestaciones Anteriormente a esta teacutecnica se usaron las de Aloha puro (El
protocolo ALOHA es un protocolo del nivel de enlace de datos para redes de aacuterea local con
topologiacutea de difusioacutenLa primera versioacuten del protocolo era baacutesica
Si tienes datos que enviar enviacutealos
Si el mensaje colisiona con otra transmisioacuten intenta reenviarlos maacutes tarde)
Tambien usaron el Aloha ranurado (con la uacutenica diferencia de que las estaciones soacutelo
pueden transmitir en unos determinados instantes de tiempo o slotspero ambas
presentaban muy bajas prestaciones Por eso aparecioacute en primer lugar la teacutecnica
CSMA (el escuchar el medio para saber si existe presencia de portadora en los
momentos en los que se ocupa el canal
El fin es evitar colisiones es decir que dos host hablen al mismo tiempo Por otro lado
define el procedimento que estos dos host deben seguir si llegasen a usar el mismo
medio de forma simultaacutenea)
CSMACD sucede cuando se utiliza un medio de acceso muacuteltiple y que la estacioacuten que
desea emitir previamente escucha el canal antes de emitir Lo cual es el protocolo de
sentildeal eleacutectrica
TIPOS DE PROTOCOLOS CON DETECCIOacuteN DE PORTADORA
En los mecanismos de acceso al medio con deteccioacuten de portadora como los CSMA
(Carrier Sense Multiple Access) el control de acceso al medio de transmisioacuten se distribuye
completamente entre todas las estaciones Una estacioacuten que quiere transmitir escucha la
liacutenea para detectar si otra estaacute transmitiendo Si el canal estaacute vaciacuteo la estacioacuten transmite
pero si estaacute ocupado debe esperar un cierto tiempo antes de intentarlo de nuevo Hay tres
algoritmos para determinar cuando se vuelve a intentar la transmisioacuten tras encontrar
ocupado el canal
CSMA 1-PERSISTENTE
CSMA NO PERSISTENTE
CSMA P-PERSISTENTE
CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN
CSMA 1-PERSISTENTE
El protocolo CSMA 1-persistente funciona de la siguiente forma cuando tiene que
transmitir un frame primero escucha el canal y si estaacute libre enviacutea el frame caso contrario
espera a que se libere y en ese momento lo enviacutea Se denomina CSMA 1-persistente
porque existe la probabilidad 1 es decir certeza de que el frame se transmitiraacute cuando el
canal esteacute libre En una situacioacuten real con alto traacutefico es muy posible que cuando un nodo
termine de transmitir existan varios esperando enviar sus datos y con CSMA 1-persistente
todos los frames seraacuten emitidos a la vez y colisionaraacuten pudieacutendose repetir el proceso
varias veces con la consiguiente degradacioacuten del rendimiento Una colisioacuten ocurriraacute
aunque no empiecen a transmitir exactamente a la vez basta simplemente con que dos
nodos empiecen a transmitir con una diferencia de tiempos menor que la distancia que los
separa ya que en tal caso ambos detectaraacuten el canal libre en el momento de iniciar la
transmisioacuten Se deduce entonces que en este tipo de redes el retardo de propagacioacuten de
la sentildeal puede tener un efecto importante en el rendimiento El rendimiento obtenido con
este protocolo puede llegar al 55 con un grado de ocupacioacuten del 100
CSMA NO PERSISTENTE
Antes de enviar se escucha el canal si el canal estaacute libre se transmite el frame Si estaacute
ocupado en vez de quedarse escuchando se espera un tiempo aleatorio que viene dado
por un algoritmo llamado de backoff despueacutes del cual se repite el proceso El protocolo
tiene una menor eficiencia que CSMA 1-persistente para traacuteficos moderados pues
introduce una mayor latencia sin embargo se comporta mejor en situaciones de traacutefico
intenso ya que evita las colisiones producidas por las estaciones que se encuentran a la
espera de que termine la transmisioacuten de un frame en un momento dado
CSMA P-PERSISTENTE
Utiliza intervalos de tiempo y funciona de la siguiente manera cuando el nodo tiene
algo que enviar primero escucha el canal si estaacute ocupado espera un tiempo aleatorio
Cuando el canal estaacute libre se selecciona un nuacutemero aleatorio con distribucioacuten uniforme
entre 0 y 1 si el nuacutemero es menor que p el frame es transmitido En caso contrario se
espera el siguiente slot de tiempo para transmitir y repite el algoritmo hasta que el frame
es transmitido o bien otro nodo utiliza en canal en cuyo caso se espera un tiempo
aleatorio y empieza de nuevo el proceso desde el principio La eficiencia del protocolo es
en general superior a la de CSMA 1-persistente y CSMA no persistente
CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN
Un problema con los protocolos anteriores es que una vez se ha empezado a transmitir
un frame se sigue transmitiendo auacuten cuando se detecte una colisioacuten Como es maacutes
eficiente dejar de transmitir y esperar un tiempo aleatorio para volver a hacerlo los
protocolos de acceso muacuteltiple por deteccioacuten de portadora con deteccioacuten de colisiones o
CSMACD implementan esta mejora
Estados de
una red CSMACD
En una red CSMACD la uacutenica circunstancia en la que puede producirse una colisioacuten es
cuando dos hosts empiezan a transmitir a la vez o con una diferencia de tiempo lo
bastante pequentildea como para que la sentildeal de uno no haya podido llegar al otro antes de
que eacuteste empiece a transmitir En palabras simples el nodo no alcanzoacute a escuchar que
otro nodo ya comenzoacute la transmisioacuten producto del retardo de propagacioacuten de la sentildeal
A este periodo de tiempo se le llama PERIODO DE CONTIENDA y corresponde a uno de
los tres posibles estados que tiene una red CSMACD los otros dos estados son los de
transmisioacuten y estado libre
Deteccioacuten de portadora
La deteccioacuten de portadora es utilizada para escuchar al medio (la portadora) para ver si se
encuentra libre Si la portadora se encuentra libre los datos son pasados a la capa fiacutesica
para su transmisioacuten Si la portadora estaacute ocupada se monitorea hasta que se libere
Deteccioacuten de colisiones
Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten
Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto
ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten
La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se
enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
Caracteriacutesticas de CSMACD
1 El primer paso a la hora de transmitir seraacute saber si el medio estaacute libre Para eso
escuchamos lo que dicen los demaacutes Si el medio esta tranquilo (ninguna otra estacioacuten esta
transmitiendo) se enviacutea la transmisioacuten
2 Cuando dos o maacutes estaciones tienen mensajes para enviar es posible que transmitan casi
en el mismo instante resultando en una colisioacuten en la red
3 Cuando se produce una colisioacuten todas las estaciones receptoras ignoran la transmisioacuten
confusa
4 Si un dispositivo de transmisioacuten detecta una colisioacuten enviacutea una sentildeal de expansioacuten para
notificar a todos los dispositivos conectados que ha ocurrido una colisioacutendenominada
jamming
5 Las estaciones transmisoras detienen sus transmisiones tan pronto como detectan la
colisioacuten
6 Despueacutes de una colisioacuten (Los host que intervienen en la colisioacuten invocan un algoritmo de
postergacioacuten que genera un tiempo aleatorio) las estaciones esperan un tiempo aleatorio
(tiempo de backoff) para volver a transmitir una trama
En el meacutetodo de acceso CSMACD los dispositivos de red que tienen datos para transmitir
funcionan en el modo escuchar antes de transmitir Esto significa que cuando un nodo
desea enviar datos primero debe determinar si los medios de red estaacuten ocupados o no
En redes inalaacutembricas resulta a veces complicado llevar a cabo el primer paso (escuchar al
medio para determinar si estaacute libre o no) Por este motivo surgen dos problemas que
pueden ser detectados
1 Problema del nodo oculto la estacioacuten cree que el medio estaacute libre cuando en
realidad no lo estaacute pues estaacute siendo utilizado por otro nodo al que la estacioacuten no
oye
2 Problema del nodo expuesto la estacioacuten cree que el medio estaacute ocupado
cuando en realidad lo estaacute ocupando otro nodo que no interfeririacutea en su
transmisioacuten a otro destino
Para resolver estos problemas la IEEE 80211 propone MACA (MultiAccess Collision
Avoidance ndash Evitacioacuten de Colisioacuten por Acceso Muacuteltiple)
CSMA CD Meacutetodo de acceso capacidades funcionales
El siguiente resumen muestra una referencia raacutepida de las
capacidades funcionales de CSMA CD sublayer MAC
En el marco de la transmisioacuten
aceptar los datos de la LLC sublayer y construir un marco
Presentar una serie de bits de datos a la capa fiacutesica para la
transmisioacuten en el medio
En el marco de la recepcioacuten
recibir una serie de bits de datos a partir de la capa fiacutesica
presentar a la LLC (enlace logico de control)sublayer marcos
aplazar el enviacuteo de un flujo de bits de serie cada vez que el
soporte fiacutesico estaacute ocupado
FCS adecuado antildeadir valor a los marcos de salida y verificar la
alineacioacuten completa octeto frontera
controles de los marcos de errores de transmisioacuten por medio
de FCS y verifica la alineacioacuten octeto frontera
retrasar la transmisioacuten de bits de marco para el intervalo
entre periacuteodo especificado
detener la transmisioacuten cuando se detecte colisioacuten
se garantiza la propagacioacuten en toda la red mediante el enviacuteo
de mensaje de atasco
descartar la transmisioacuten que se recibieron menos de una
longitud miacutenima
TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con
un indicador de sentildeal de comienzo de la trama
El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito
de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de
transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el
direccionamiento
El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten
Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas
El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos
emisor y receptor
El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos
Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener
una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y
destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada
El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten
dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es
conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de
multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es
Conocida como direccioacuten de difusioacuten
La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten
El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a
continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los
casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)
El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud
variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes
Un campo pad o campo de relleno es usado para asegurar que la trama alcance la
longitud miacutenima requerida Una trama debe contener miacutenimo un nuacutemero de bytes
para que las estaciones puedan detectar las colisiones con precisioacuten
Una secuencia de chequeo de trama es utilizada como mecanismo de control de
errores
Cuando el dispositivo emisor ensambla la trama realiza un caacutelculo en los bits de la
trama El algoritmo usado para realizar este caacutelculo siempre genera como salida un
valor de 4 bytes El dispositivo emisor almacena este valor en el campo de chequeo
de secuencia de la trama
Cuando el receptor recibe la trama realiza el mismo caacutelculo y compara el resultado
con el del campo de chequeo de secuencia de la trama Si los dos valores
coinciden la transmisioacuten se asume como correcta Si los dos valores son
diferentes el dispositivo de destino solicita una retransmisioacuten de la trama
ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
La funcioacuten de encapsulacioacuten y desencapsulacioacuten de datos es llevada a cabo por la subcapa
MAC Este proceso es responsable de las funciones de direccionamiento y del chequeo de
errores
ENCAPSULADO
El encapsulado es realizado por la estacioacuten emisora El encapsulado es el acto de agregar
informacioacuten direcciones y bytes para el control de errores al comienzo y al final de la
unidad de datos transmitidos Esto es realizado luego que los datos son recibidos por la
Subcapa de control de enlace loacutegico (LLC) La informacioacuten antildeadida es necesaria para
realizar las siguientes tareas
Sincronizar la estacioacuten receptora con la sentildeal
Indicar el comienzo y el fin de la trama
Identificar las direcciones tanto de la estacioacuten emisora como la receptora
Detectar errores en la transmisioacuten
Ejemplo ENCAPSULADO DE DATOS EN EL MODELO DE REFERENCIA OSI
Lo que sigue es una descripcioacuten del proceso de encapsulado de datos en una pila de
protocolo en nuestro caso TCPIP
Las capas del modelo osi se comunican entre siacute utilizando las PDU (protocol data unit) que
especifican que informacioacuten debe agregarse como encabezado o final de los datos que
ingresan a la capa Analizamos el paso de los datos por las 4 uacuteltimas capas del modelo
( transporte red enlace de datos fiacutesica)
Cuando los datos bajan de la capa sesioacuten la PDU de la capa de transporte exige el
agregado del encabezado de protocolo TCP La capa siguiente agrega el encabezado IP Al
bajar a la capa de Enlace el encabezado que se agrega depende de la implementacioacuten de
Ethernet que se esteacute utilizando Si la implementacioacuten es ETHERNET II se agrega solamente
un encabezado MAC si la implementacioacuten es IEEE 8023 8022 se agregan 2
encabezados LLC de la subcapa superior (Logical Link Control) y MAC (Media Access
Control) de la subcapa inferior para luego pasar a la capa Fiacutesica convertido en sentildeales
eleacutectricas
DESENCAPSULADO
El desencapsulado es realizado por la estacioacuten receptora Cuando es recibida una trama la
estacioacuten receptora es responsable de realizar las siguientes tareas
Reconocer la direccioacuten de destino y determinar si coincide con su propia direccioacuten
Realizar la verificacioacuten de errores
Remover la informacioacuten de control que fue antildeadida por la funcioacuten de encapsulado
de datos en la estacioacuten emisora
ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
La funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es realizada por la subcapa MAC
En la estacioacuten emisora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable de
determinar si el canal de comunicacioacuten se encuentra disponible Si el canal se encuentra
disponible puede iniciarse la transmisioacuten de datos
Adicionalote la funcioacuten de administracioacuten es responsable de determinar que accioacuten
deberaacute tomarse en caso de detectarse una colisioacuten y cuando intentaraacute retransmitir
En la estacioacuten receptora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable
de realizar las comprobaciones de validacioacuten en la trama antes de pasarla a la funcioacuten de
desencapsulado
CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
La funcioacuten de codificacioacutendecodificacioacuten es realizada en la capa fiacutesica Esta funcioacuten es
responsable de obtener la forma eleacutectrica u oacuteptica de los datos que se van a transmitir en
el medio
La codificacioacuten de datos es realizada por la estacioacuten emisora Esta es responsable de
traducir los bits a sus correspondientes sentildeales eleacutectricas u oacutepticas para ser trasladadas a
traveacutes del medio Adicionalmente esta funcioacuten es responsable de escuchar el medio y
notificar al la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio si el medio se encuentra libre
ocupado o se ha detectado una colisioacuten
veremos algunas teacutecnicas para codificar datos en sentildeales digitales Recordemos que una
sentildeal digital es una secuencia de niveles de tensioacuten discretos cada uno de ellos es un
elemento de la sentildeal Las teacutecnicas de codificacioacuten convierten cada bit de datos 0 o 1 en
elementos de sentildeal buscando ciertas ventajas o caracteriacutestica de la misma
iquestQueacute es lo que buscamos cuando queremos transmitir Pues de normal que la velocidad
de transmisioacuten sea elevada y que el nuacutemero de errores pequentildeo Pero tambieacuten que el
medio que utilicemos sea barato Por desgracia todo a la vez es imposible canales con
mayor ancho de banda aumentaraacuten la velocidad de transmisioacuten y si estaacuten bien
apantallados podraacuten transmitir a grandes distancias sin apenas ruido iexclpero eso es muy
caro iquestDe queacute manera puede ayudar la forma de la sentildeal
(Un poco maacutes de
vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten
soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos
lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas
Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama
transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos
La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la
traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits
TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con
un indicador de sentildeal de comienzo de la trama
El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito
de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de
transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el
direccionamiento
El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten
Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas
El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos
emisor y receptor
El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos
El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits
10101011
Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener
una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y
destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada
El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten
dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es
conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de
multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es
conocida como direccioacuten de difusioacuten
La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten
El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a
continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los
casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)
El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud
variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes
4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)
Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red
Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits
transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un
nuacutemero negativo y una potencia de 10
Se calcula con la siguiente formula
BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS
Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por
ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3
actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER
se consigue tiacutepicamente en 10^ -12
VALORES DE BER TIPICOS
Ethernet 10BASE-5 lt10^-8
Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10
Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11
Fiber Channel SONETSDHlt10^-12
GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8
CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7
5 TOPOLOGIAS
Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los
diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos
especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden
interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental
que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los
diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La
topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el
nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc
Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea
1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y
cableado (los medios) en la red
2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del
medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y
transmisioacuten de tokens (Token Ring)
3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones
La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia
todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para
utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento
en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten
de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a
cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la
red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host
y el proceso se vuelve a repetir
Topologiacutea de la Red Ethernet
La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo
de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se
conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos
forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal
La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el
cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de
cableado
TOPOLOGIA EN BUS
La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo
segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la
combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta
estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y
no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo
de estaciones de la red se fija en 1024
Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media
pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es
completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la
red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet
pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que
transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros
10-BASE-5
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto
Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados
transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo
agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del
cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la
estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la
interfaz se comunica con la computadora
Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que
acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una
tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el
transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso
llevar un microprocesador para controlar las transferencias
Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores
BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC
conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces
utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es
maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es
de 185 metros
10-BASE-2
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador
Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca
un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el
conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los
extremos si este se conecta directamente a un repetidor
TOPOLOGIA EN ESTRELLA
El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que
cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese
segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en
estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a
un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una
para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El
cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado
El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la
expansioacuten de la red
CONECTOR RJ-45
Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de
ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los
pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En
algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo
se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador
sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs
utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red
10-BASE-T
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico
Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas
10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios
Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia
entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-
BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con
un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red
Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se
puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la
conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos
casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores
5 Trama de red
En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de
datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos
especialmente en el Nivel de enlace de datos
Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten
chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de
datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel
de red
Formato de la trama de Ethernet
Trama DIX
Ethernet
Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS
8 bytes 6 bytes6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes
2 oacute 4
bytes
Trama IEEE
8023
Preaacutembul
oSOF Destino Origen
Longitu
dDatos Relleno FCS
7 bytes1
byte6 bytes
6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes4 bytes
Preaacutembulo
Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y
estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo
es
10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010
Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester
representan una forma de onda perioacutedica
SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama
Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s
consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes
significativo del campo de direccioacuten MAC de destino
Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor
debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF
Direccioacuten de destino
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se
enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast
o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar
si debe aceptar el paquete
Direccioacuten de origen
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se
enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la
direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos
Tipo
Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el
paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos
interpreta este campo
Datos
Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de
valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este
campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de
niveles superiores
FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)
Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de
Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el
receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la
trama
Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama
- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica
- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y
realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un
byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios
- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de
datos para obtener una suma
7 componentes de Ethernet
Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio
Ethernet a mano maacutes apropiado
Hay cuatro tipos principales de medios en uso
Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5
Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en
determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)
Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04
pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)
relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta
su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o
grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero
permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias
Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2
Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar
Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas
(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en
empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a
interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso
Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)
sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero
requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino
tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se
utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos
Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T
Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla
adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes
frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco
mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo
del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su
costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con
plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin
embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias
electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado
con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps
Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-
repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las
aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o
10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las
situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una
preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes
cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica
La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de
longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que
de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre
Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que
seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se
puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten
Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la
flexibilidad de la tecnologiacutea
Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de
paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation
Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE
liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha
vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan
Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el
disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene
aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una
resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir
la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas
Figura 1
El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura
1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes
electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras
que se comunican en la red
La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un
dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un
transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del
cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre
un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada
en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro
del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se
corte y se inserte una lsquoTrsquo
Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un
transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio
del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador
anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta
madre) y se conecta con el transceptor
Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra
fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las
sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite
la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute
en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato
digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el
transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente
llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la
potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la
operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o
recibiendo
Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las
intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema
operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta
instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la
transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido
finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple
dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede
contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria
de la computadora y el cable ether)
En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de
una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e
instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura
2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante
Figura 2
Capacidad de las redes Ethernet
El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden
transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una
computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red
no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar
datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico
total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y
pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace
posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa
que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por
ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o
muchas computadoras que generan cargas ligeras
La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE
8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo
suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles
Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El
propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red
sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una
longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo
el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama
La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se
encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que
es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser
transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por
un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se
encuentran en el campo da datos
La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de
direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023
permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite
solo direcciones de 6 Bytes
El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE
8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet
Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de
los cables utilizados
10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet
10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet
10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una
velocidad de 10 Mbps
100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica
multimodo (la F es por Fiber)
100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)
1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad
de 1 gigabite por segundo
1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S
es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)
1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L
es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)
Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado
Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del
nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran
aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de
legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces
de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor
adaptacioacuten y transicioacuten
Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos
Velocidad de transmisioacuten
- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea
Tipo de cable
- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea
Longitud maacutexima
- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones
repetidoras)
Topologiacutea
- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados
con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o
switches (estrella conmutada)
A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes
importantes
Tecnologiacuteas Ethernet
Tecnologiacutea
Velocidad de
transmisioacuten Tipo de cable
Distancia
maacutexima Topologiacutea
10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)
10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m
Estrella (Hub o
Switch)
10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o
Switch)
100BaseT4 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 3UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseTX 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 5UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m
No permite el uso de
hubs
1000BaseT 1000Mbps
4 pares trenzado
(categoriacutea 5e oacute
6UTP ) 100 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseSX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(multimodo) 550 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseLX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(monomodo) 5000 m
Estrella Full Duplex
(switch)
10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los
estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad
nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet
El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y
WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en
una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023
Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten
8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN
PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se
puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103
Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas
Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c
10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre
cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo
del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica
multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)
10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand
4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un
router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance
10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre
240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra
mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm
10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra
mono-modo (usando 1310nm)
10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre
fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido
interfaces enchufables de hasta 80-km
10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625
microm
10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado
para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera
SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-
ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas
distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)
Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado
principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin
embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par
trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada
para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-
duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex
Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes
Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802
10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten
comercial
La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las
especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para
Ethernet de 100 Mbps
Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes
apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios
productos en el mercado
Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones
1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de
sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la
transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado
100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como
veremos a continuacioacuten)
Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue
utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que
puede seguir usando los mismos cables de par trenzado
2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por
otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)
y que se denominoacute 100BaseVG
Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea
3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable
consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda
3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten
denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito
4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente
sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet
utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es
lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)
VELOCIDAD
En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea
circulan a la velocidad de 10 Mbps
Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades
superiores tanto de 20 como de 100 Mbps
Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes
de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios
usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-
Windows
De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que
actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
Access with Collision Deteccioacuten (en espantildeol Meacutetodo de acceso Muacuteltiple por Deteccioacuten de
Portadora con Deteccioacuten de Colisiones) es una teacutecnica usada en redes Ethernet para
mejorar sus prestaciones Anteriormente a esta teacutecnica se usaron las de Aloha puro (El
protocolo ALOHA es un protocolo del nivel de enlace de datos para redes de aacuterea local con
topologiacutea de difusioacutenLa primera versioacuten del protocolo era baacutesica
Si tienes datos que enviar enviacutealos
Si el mensaje colisiona con otra transmisioacuten intenta reenviarlos maacutes tarde)
Tambien usaron el Aloha ranurado (con la uacutenica diferencia de que las estaciones soacutelo
pueden transmitir en unos determinados instantes de tiempo o slotspero ambas
presentaban muy bajas prestaciones Por eso aparecioacute en primer lugar la teacutecnica
CSMA (el escuchar el medio para saber si existe presencia de portadora en los
momentos en los que se ocupa el canal
El fin es evitar colisiones es decir que dos host hablen al mismo tiempo Por otro lado
define el procedimento que estos dos host deben seguir si llegasen a usar el mismo
medio de forma simultaacutenea)
CSMACD sucede cuando se utiliza un medio de acceso muacuteltiple y que la estacioacuten que
desea emitir previamente escucha el canal antes de emitir Lo cual es el protocolo de
sentildeal eleacutectrica
TIPOS DE PROTOCOLOS CON DETECCIOacuteN DE PORTADORA
En los mecanismos de acceso al medio con deteccioacuten de portadora como los CSMA
(Carrier Sense Multiple Access) el control de acceso al medio de transmisioacuten se distribuye
completamente entre todas las estaciones Una estacioacuten que quiere transmitir escucha la
liacutenea para detectar si otra estaacute transmitiendo Si el canal estaacute vaciacuteo la estacioacuten transmite
pero si estaacute ocupado debe esperar un cierto tiempo antes de intentarlo de nuevo Hay tres
algoritmos para determinar cuando se vuelve a intentar la transmisioacuten tras encontrar
ocupado el canal
CSMA 1-PERSISTENTE
CSMA NO PERSISTENTE
CSMA P-PERSISTENTE
CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN
CSMA 1-PERSISTENTE
El protocolo CSMA 1-persistente funciona de la siguiente forma cuando tiene que
transmitir un frame primero escucha el canal y si estaacute libre enviacutea el frame caso contrario
espera a que se libere y en ese momento lo enviacutea Se denomina CSMA 1-persistente
porque existe la probabilidad 1 es decir certeza de que el frame se transmitiraacute cuando el
canal esteacute libre En una situacioacuten real con alto traacutefico es muy posible que cuando un nodo
termine de transmitir existan varios esperando enviar sus datos y con CSMA 1-persistente
todos los frames seraacuten emitidos a la vez y colisionaraacuten pudieacutendose repetir el proceso
varias veces con la consiguiente degradacioacuten del rendimiento Una colisioacuten ocurriraacute
aunque no empiecen a transmitir exactamente a la vez basta simplemente con que dos
nodos empiecen a transmitir con una diferencia de tiempos menor que la distancia que los
separa ya que en tal caso ambos detectaraacuten el canal libre en el momento de iniciar la
transmisioacuten Se deduce entonces que en este tipo de redes el retardo de propagacioacuten de
la sentildeal puede tener un efecto importante en el rendimiento El rendimiento obtenido con
este protocolo puede llegar al 55 con un grado de ocupacioacuten del 100
CSMA NO PERSISTENTE
Antes de enviar se escucha el canal si el canal estaacute libre se transmite el frame Si estaacute
ocupado en vez de quedarse escuchando se espera un tiempo aleatorio que viene dado
por un algoritmo llamado de backoff despueacutes del cual se repite el proceso El protocolo
tiene una menor eficiencia que CSMA 1-persistente para traacuteficos moderados pues
introduce una mayor latencia sin embargo se comporta mejor en situaciones de traacutefico
intenso ya que evita las colisiones producidas por las estaciones que se encuentran a la
espera de que termine la transmisioacuten de un frame en un momento dado
CSMA P-PERSISTENTE
Utiliza intervalos de tiempo y funciona de la siguiente manera cuando el nodo tiene
algo que enviar primero escucha el canal si estaacute ocupado espera un tiempo aleatorio
Cuando el canal estaacute libre se selecciona un nuacutemero aleatorio con distribucioacuten uniforme
entre 0 y 1 si el nuacutemero es menor que p el frame es transmitido En caso contrario se
espera el siguiente slot de tiempo para transmitir y repite el algoritmo hasta que el frame
es transmitido o bien otro nodo utiliza en canal en cuyo caso se espera un tiempo
aleatorio y empieza de nuevo el proceso desde el principio La eficiencia del protocolo es
en general superior a la de CSMA 1-persistente y CSMA no persistente
CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN
Un problema con los protocolos anteriores es que una vez se ha empezado a transmitir
un frame se sigue transmitiendo auacuten cuando se detecte una colisioacuten Como es maacutes
eficiente dejar de transmitir y esperar un tiempo aleatorio para volver a hacerlo los
protocolos de acceso muacuteltiple por deteccioacuten de portadora con deteccioacuten de colisiones o
CSMACD implementan esta mejora
Estados de
una red CSMACD
En una red CSMACD la uacutenica circunstancia en la que puede producirse una colisioacuten es
cuando dos hosts empiezan a transmitir a la vez o con una diferencia de tiempo lo
bastante pequentildea como para que la sentildeal de uno no haya podido llegar al otro antes de
que eacuteste empiece a transmitir En palabras simples el nodo no alcanzoacute a escuchar que
otro nodo ya comenzoacute la transmisioacuten producto del retardo de propagacioacuten de la sentildeal
A este periodo de tiempo se le llama PERIODO DE CONTIENDA y corresponde a uno de
los tres posibles estados que tiene una red CSMACD los otros dos estados son los de
transmisioacuten y estado libre
Deteccioacuten de portadora
La deteccioacuten de portadora es utilizada para escuchar al medio (la portadora) para ver si se
encuentra libre Si la portadora se encuentra libre los datos son pasados a la capa fiacutesica
para su transmisioacuten Si la portadora estaacute ocupada se monitorea hasta que se libere
Deteccioacuten de colisiones
Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten
Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto
ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten
La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se
enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
Caracteriacutesticas de CSMACD
1 El primer paso a la hora de transmitir seraacute saber si el medio estaacute libre Para eso
escuchamos lo que dicen los demaacutes Si el medio esta tranquilo (ninguna otra estacioacuten esta
transmitiendo) se enviacutea la transmisioacuten
2 Cuando dos o maacutes estaciones tienen mensajes para enviar es posible que transmitan casi
en el mismo instante resultando en una colisioacuten en la red
3 Cuando se produce una colisioacuten todas las estaciones receptoras ignoran la transmisioacuten
confusa
4 Si un dispositivo de transmisioacuten detecta una colisioacuten enviacutea una sentildeal de expansioacuten para
notificar a todos los dispositivos conectados que ha ocurrido una colisioacutendenominada
jamming
5 Las estaciones transmisoras detienen sus transmisiones tan pronto como detectan la
colisioacuten
6 Despueacutes de una colisioacuten (Los host que intervienen en la colisioacuten invocan un algoritmo de
postergacioacuten que genera un tiempo aleatorio) las estaciones esperan un tiempo aleatorio
(tiempo de backoff) para volver a transmitir una trama
En el meacutetodo de acceso CSMACD los dispositivos de red que tienen datos para transmitir
funcionan en el modo escuchar antes de transmitir Esto significa que cuando un nodo
desea enviar datos primero debe determinar si los medios de red estaacuten ocupados o no
En redes inalaacutembricas resulta a veces complicado llevar a cabo el primer paso (escuchar al
medio para determinar si estaacute libre o no) Por este motivo surgen dos problemas que
pueden ser detectados
1 Problema del nodo oculto la estacioacuten cree que el medio estaacute libre cuando en
realidad no lo estaacute pues estaacute siendo utilizado por otro nodo al que la estacioacuten no
oye
2 Problema del nodo expuesto la estacioacuten cree que el medio estaacute ocupado
cuando en realidad lo estaacute ocupando otro nodo que no interfeririacutea en su
transmisioacuten a otro destino
Para resolver estos problemas la IEEE 80211 propone MACA (MultiAccess Collision
Avoidance ndash Evitacioacuten de Colisioacuten por Acceso Muacuteltiple)
CSMA CD Meacutetodo de acceso capacidades funcionales
El siguiente resumen muestra una referencia raacutepida de las
capacidades funcionales de CSMA CD sublayer MAC
En el marco de la transmisioacuten
aceptar los datos de la LLC sublayer y construir un marco
Presentar una serie de bits de datos a la capa fiacutesica para la
transmisioacuten en el medio
En el marco de la recepcioacuten
recibir una serie de bits de datos a partir de la capa fiacutesica
presentar a la LLC (enlace logico de control)sublayer marcos
aplazar el enviacuteo de un flujo de bits de serie cada vez que el
soporte fiacutesico estaacute ocupado
FCS adecuado antildeadir valor a los marcos de salida y verificar la
alineacioacuten completa octeto frontera
controles de los marcos de errores de transmisioacuten por medio
de FCS y verifica la alineacioacuten octeto frontera
retrasar la transmisioacuten de bits de marco para el intervalo
entre periacuteodo especificado
detener la transmisioacuten cuando se detecte colisioacuten
se garantiza la propagacioacuten en toda la red mediante el enviacuteo
de mensaje de atasco
descartar la transmisioacuten que se recibieron menos de una
longitud miacutenima
TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con
un indicador de sentildeal de comienzo de la trama
El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito
de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de
transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el
direccionamiento
El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten
Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas
El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos
emisor y receptor
El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos
Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener
una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y
destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada
El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten
dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es
conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de
multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es
Conocida como direccioacuten de difusioacuten
La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten
El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a
continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los
casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)
El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud
variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes
Un campo pad o campo de relleno es usado para asegurar que la trama alcance la
longitud miacutenima requerida Una trama debe contener miacutenimo un nuacutemero de bytes
para que las estaciones puedan detectar las colisiones con precisioacuten
Una secuencia de chequeo de trama es utilizada como mecanismo de control de
errores
Cuando el dispositivo emisor ensambla la trama realiza un caacutelculo en los bits de la
trama El algoritmo usado para realizar este caacutelculo siempre genera como salida un
valor de 4 bytes El dispositivo emisor almacena este valor en el campo de chequeo
de secuencia de la trama
Cuando el receptor recibe la trama realiza el mismo caacutelculo y compara el resultado
con el del campo de chequeo de secuencia de la trama Si los dos valores
coinciden la transmisioacuten se asume como correcta Si los dos valores son
diferentes el dispositivo de destino solicita una retransmisioacuten de la trama
ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
La funcioacuten de encapsulacioacuten y desencapsulacioacuten de datos es llevada a cabo por la subcapa
MAC Este proceso es responsable de las funciones de direccionamiento y del chequeo de
errores
ENCAPSULADO
El encapsulado es realizado por la estacioacuten emisora El encapsulado es el acto de agregar
informacioacuten direcciones y bytes para el control de errores al comienzo y al final de la
unidad de datos transmitidos Esto es realizado luego que los datos son recibidos por la
Subcapa de control de enlace loacutegico (LLC) La informacioacuten antildeadida es necesaria para
realizar las siguientes tareas
Sincronizar la estacioacuten receptora con la sentildeal
Indicar el comienzo y el fin de la trama
Identificar las direcciones tanto de la estacioacuten emisora como la receptora
Detectar errores en la transmisioacuten
Ejemplo ENCAPSULADO DE DATOS EN EL MODELO DE REFERENCIA OSI
Lo que sigue es una descripcioacuten del proceso de encapsulado de datos en una pila de
protocolo en nuestro caso TCPIP
Las capas del modelo osi se comunican entre siacute utilizando las PDU (protocol data unit) que
especifican que informacioacuten debe agregarse como encabezado o final de los datos que
ingresan a la capa Analizamos el paso de los datos por las 4 uacuteltimas capas del modelo
( transporte red enlace de datos fiacutesica)
Cuando los datos bajan de la capa sesioacuten la PDU de la capa de transporte exige el
agregado del encabezado de protocolo TCP La capa siguiente agrega el encabezado IP Al
bajar a la capa de Enlace el encabezado que se agrega depende de la implementacioacuten de
Ethernet que se esteacute utilizando Si la implementacioacuten es ETHERNET II se agrega solamente
un encabezado MAC si la implementacioacuten es IEEE 8023 8022 se agregan 2
encabezados LLC de la subcapa superior (Logical Link Control) y MAC (Media Access
Control) de la subcapa inferior para luego pasar a la capa Fiacutesica convertido en sentildeales
eleacutectricas
DESENCAPSULADO
El desencapsulado es realizado por la estacioacuten receptora Cuando es recibida una trama la
estacioacuten receptora es responsable de realizar las siguientes tareas
Reconocer la direccioacuten de destino y determinar si coincide con su propia direccioacuten
Realizar la verificacioacuten de errores
Remover la informacioacuten de control que fue antildeadida por la funcioacuten de encapsulado
de datos en la estacioacuten emisora
ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
La funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es realizada por la subcapa MAC
En la estacioacuten emisora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable de
determinar si el canal de comunicacioacuten se encuentra disponible Si el canal se encuentra
disponible puede iniciarse la transmisioacuten de datos
Adicionalote la funcioacuten de administracioacuten es responsable de determinar que accioacuten
deberaacute tomarse en caso de detectarse una colisioacuten y cuando intentaraacute retransmitir
En la estacioacuten receptora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable
de realizar las comprobaciones de validacioacuten en la trama antes de pasarla a la funcioacuten de
desencapsulado
CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
La funcioacuten de codificacioacutendecodificacioacuten es realizada en la capa fiacutesica Esta funcioacuten es
responsable de obtener la forma eleacutectrica u oacuteptica de los datos que se van a transmitir en
el medio
La codificacioacuten de datos es realizada por la estacioacuten emisora Esta es responsable de
traducir los bits a sus correspondientes sentildeales eleacutectricas u oacutepticas para ser trasladadas a
traveacutes del medio Adicionalmente esta funcioacuten es responsable de escuchar el medio y
notificar al la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio si el medio se encuentra libre
ocupado o se ha detectado una colisioacuten
veremos algunas teacutecnicas para codificar datos en sentildeales digitales Recordemos que una
sentildeal digital es una secuencia de niveles de tensioacuten discretos cada uno de ellos es un
elemento de la sentildeal Las teacutecnicas de codificacioacuten convierten cada bit de datos 0 o 1 en
elementos de sentildeal buscando ciertas ventajas o caracteriacutestica de la misma
iquestQueacute es lo que buscamos cuando queremos transmitir Pues de normal que la velocidad
de transmisioacuten sea elevada y que el nuacutemero de errores pequentildeo Pero tambieacuten que el
medio que utilicemos sea barato Por desgracia todo a la vez es imposible canales con
mayor ancho de banda aumentaraacuten la velocidad de transmisioacuten y si estaacuten bien
apantallados podraacuten transmitir a grandes distancias sin apenas ruido iexclpero eso es muy
caro iquestDe queacute manera puede ayudar la forma de la sentildeal
(Un poco maacutes de
vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten
soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos
lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas
Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama
transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos
La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la
traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits
TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con
un indicador de sentildeal de comienzo de la trama
El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito
de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de
transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el
direccionamiento
El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten
Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas
El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos
emisor y receptor
El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos
El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits
10101011
Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener
una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y
destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada
El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten
dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es
conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de
multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es
conocida como direccioacuten de difusioacuten
La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten
El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a
continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los
casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)
El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud
variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes
4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)
Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red
Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits
transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un
nuacutemero negativo y una potencia de 10
Se calcula con la siguiente formula
BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS
Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por
ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3
actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER
se consigue tiacutepicamente en 10^ -12
VALORES DE BER TIPICOS
Ethernet 10BASE-5 lt10^-8
Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10
Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11
Fiber Channel SONETSDHlt10^-12
GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8
CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7
5 TOPOLOGIAS
Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los
diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos
especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden
interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental
que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los
diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La
topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el
nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc
Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea
1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y
cableado (los medios) en la red
2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del
medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y
transmisioacuten de tokens (Token Ring)
3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones
La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia
todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para
utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento
en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten
de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a
cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la
red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host
y el proceso se vuelve a repetir
Topologiacutea de la Red Ethernet
La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo
de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se
conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos
forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal
La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el
cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de
cableado
TOPOLOGIA EN BUS
La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo
segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la
combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta
estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y
no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo
de estaciones de la red se fija en 1024
Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media
pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es
completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la
red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet
pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que
transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros
10-BASE-5
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto
Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados
transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo
agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del
cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la
estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la
interfaz se comunica con la computadora
Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que
acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una
tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el
transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso
llevar un microprocesador para controlar las transferencias
Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores
BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC
conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces
utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es
maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es
de 185 metros
10-BASE-2
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador
Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca
un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el
conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los
extremos si este se conecta directamente a un repetidor
TOPOLOGIA EN ESTRELLA
El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que
cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese
segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en
estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a
un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una
para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El
cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado
El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la
expansioacuten de la red
CONECTOR RJ-45
Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de
ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los
pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En
algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo
se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador
sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs
utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red
10-BASE-T
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico
Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas
10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios
Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia
entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-
BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con
un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red
Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se
puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la
conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos
casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores
5 Trama de red
En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de
datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos
especialmente en el Nivel de enlace de datos
Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten
chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de
datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel
de red
Formato de la trama de Ethernet
Trama DIX
Ethernet
Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS
8 bytes 6 bytes6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes
2 oacute 4
bytes
Trama IEEE
8023
Preaacutembul
oSOF Destino Origen
Longitu
dDatos Relleno FCS
7 bytes1
byte6 bytes
6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes4 bytes
Preaacutembulo
Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y
estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo
es
10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010
Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester
representan una forma de onda perioacutedica
SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama
Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s
consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes
significativo del campo de direccioacuten MAC de destino
Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor
debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF
Direccioacuten de destino
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se
enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast
o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar
si debe aceptar el paquete
Direccioacuten de origen
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se
enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la
direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos
Tipo
Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el
paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos
interpreta este campo
Datos
Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de
valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este
campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de
niveles superiores
FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)
Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de
Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el
receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la
trama
Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama
- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica
- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y
realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un
byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios
- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de
datos para obtener una suma
7 componentes de Ethernet
Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio
Ethernet a mano maacutes apropiado
Hay cuatro tipos principales de medios en uso
Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5
Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en
determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)
Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04
pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)
relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta
su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o
grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero
permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias
Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2
Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar
Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas
(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en
empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a
interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso
Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)
sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero
requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino
tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se
utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos
Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T
Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla
adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes
frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco
mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo
del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su
costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con
plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin
embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias
electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado
con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps
Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-
repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las
aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o
10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las
situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una
preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes
cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica
La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de
longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que
de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre
Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que
seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se
puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten
Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la
flexibilidad de la tecnologiacutea
Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de
paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation
Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE
liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha
vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan
Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el
disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene
aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una
resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir
la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas
Figura 1
El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura
1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes
electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras
que se comunican en la red
La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un
dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un
transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del
cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre
un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada
en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro
del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se
corte y se inserte una lsquoTrsquo
Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un
transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio
del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador
anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta
madre) y se conecta con el transceptor
Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra
fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las
sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite
la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute
en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato
digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el
transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente
llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la
potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la
operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o
recibiendo
Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las
intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema
operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta
instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la
transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido
finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple
dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede
contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria
de la computadora y el cable ether)
En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de
una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e
instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura
2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante
Figura 2
Capacidad de las redes Ethernet
El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden
transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una
computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red
no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar
datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico
total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y
pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace
posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa
que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por
ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o
muchas computadoras que generan cargas ligeras
La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE
8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo
suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles
Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El
propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red
sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una
longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo
el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama
La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se
encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que
es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser
transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por
un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se
encuentran en el campo da datos
La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de
direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023
permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite
solo direcciones de 6 Bytes
El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE
8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet
Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de
los cables utilizados
10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet
10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet
10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una
velocidad de 10 Mbps
100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica
multimodo (la F es por Fiber)
100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)
1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad
de 1 gigabite por segundo
1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S
es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)
1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L
es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)
Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado
Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del
nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran
aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de
legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces
de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor
adaptacioacuten y transicioacuten
Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos
Velocidad de transmisioacuten
- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea
Tipo de cable
- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea
Longitud maacutexima
- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones
repetidoras)
Topologiacutea
- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados
con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o
switches (estrella conmutada)
A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes
importantes
Tecnologiacuteas Ethernet
Tecnologiacutea
Velocidad de
transmisioacuten Tipo de cable
Distancia
maacutexima Topologiacutea
10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)
10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m
Estrella (Hub o
Switch)
10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o
Switch)
100BaseT4 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 3UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseTX 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 5UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m
No permite el uso de
hubs
1000BaseT 1000Mbps
4 pares trenzado
(categoriacutea 5e oacute
6UTP ) 100 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseSX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(multimodo) 550 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseLX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(monomodo) 5000 m
Estrella Full Duplex
(switch)
10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los
estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad
nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet
El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y
WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en
una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023
Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten
8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN
PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se
puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103
Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas
Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c
10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre
cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo
del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica
multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)
10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand
4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un
router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance
10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre
240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra
mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm
10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra
mono-modo (usando 1310nm)
10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre
fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido
interfaces enchufables de hasta 80-km
10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625
microm
10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado
para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera
SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-
ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas
distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)
Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado
principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin
embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par
trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada
para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-
duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex
Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes
Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802
10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten
comercial
La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las
especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para
Ethernet de 100 Mbps
Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes
apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios
productos en el mercado
Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones
1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de
sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la
transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado
100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como
veremos a continuacioacuten)
Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue
utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que
puede seguir usando los mismos cables de par trenzado
2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por
otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)
y que se denominoacute 100BaseVG
Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea
3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable
consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda
3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten
denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito
4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente
sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet
utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es
lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)
VELOCIDAD
En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea
circulan a la velocidad de 10 Mbps
Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades
superiores tanto de 20 como de 100 Mbps
Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes
de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios
usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-
Windows
De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que
actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
algoritmos para determinar cuando se vuelve a intentar la transmisioacuten tras encontrar
ocupado el canal
CSMA 1-PERSISTENTE
CSMA NO PERSISTENTE
CSMA P-PERSISTENTE
CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN
CSMA 1-PERSISTENTE
El protocolo CSMA 1-persistente funciona de la siguiente forma cuando tiene que
transmitir un frame primero escucha el canal y si estaacute libre enviacutea el frame caso contrario
espera a que se libere y en ese momento lo enviacutea Se denomina CSMA 1-persistente
porque existe la probabilidad 1 es decir certeza de que el frame se transmitiraacute cuando el
canal esteacute libre En una situacioacuten real con alto traacutefico es muy posible que cuando un nodo
termine de transmitir existan varios esperando enviar sus datos y con CSMA 1-persistente
todos los frames seraacuten emitidos a la vez y colisionaraacuten pudieacutendose repetir el proceso
varias veces con la consiguiente degradacioacuten del rendimiento Una colisioacuten ocurriraacute
aunque no empiecen a transmitir exactamente a la vez basta simplemente con que dos
nodos empiecen a transmitir con una diferencia de tiempos menor que la distancia que los
separa ya que en tal caso ambos detectaraacuten el canal libre en el momento de iniciar la
transmisioacuten Se deduce entonces que en este tipo de redes el retardo de propagacioacuten de
la sentildeal puede tener un efecto importante en el rendimiento El rendimiento obtenido con
este protocolo puede llegar al 55 con un grado de ocupacioacuten del 100
CSMA NO PERSISTENTE
Antes de enviar se escucha el canal si el canal estaacute libre se transmite el frame Si estaacute
ocupado en vez de quedarse escuchando se espera un tiempo aleatorio que viene dado
por un algoritmo llamado de backoff despueacutes del cual se repite el proceso El protocolo
tiene una menor eficiencia que CSMA 1-persistente para traacuteficos moderados pues
introduce una mayor latencia sin embargo se comporta mejor en situaciones de traacutefico
intenso ya que evita las colisiones producidas por las estaciones que se encuentran a la
espera de que termine la transmisioacuten de un frame en un momento dado
CSMA P-PERSISTENTE
Utiliza intervalos de tiempo y funciona de la siguiente manera cuando el nodo tiene
algo que enviar primero escucha el canal si estaacute ocupado espera un tiempo aleatorio
Cuando el canal estaacute libre se selecciona un nuacutemero aleatorio con distribucioacuten uniforme
entre 0 y 1 si el nuacutemero es menor que p el frame es transmitido En caso contrario se
espera el siguiente slot de tiempo para transmitir y repite el algoritmo hasta que el frame
es transmitido o bien otro nodo utiliza en canal en cuyo caso se espera un tiempo
aleatorio y empieza de nuevo el proceso desde el principio La eficiencia del protocolo es
en general superior a la de CSMA 1-persistente y CSMA no persistente
CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN
Un problema con los protocolos anteriores es que una vez se ha empezado a transmitir
un frame se sigue transmitiendo auacuten cuando se detecte una colisioacuten Como es maacutes
eficiente dejar de transmitir y esperar un tiempo aleatorio para volver a hacerlo los
protocolos de acceso muacuteltiple por deteccioacuten de portadora con deteccioacuten de colisiones o
CSMACD implementan esta mejora
Estados de
una red CSMACD
En una red CSMACD la uacutenica circunstancia en la que puede producirse una colisioacuten es
cuando dos hosts empiezan a transmitir a la vez o con una diferencia de tiempo lo
bastante pequentildea como para que la sentildeal de uno no haya podido llegar al otro antes de
que eacuteste empiece a transmitir En palabras simples el nodo no alcanzoacute a escuchar que
otro nodo ya comenzoacute la transmisioacuten producto del retardo de propagacioacuten de la sentildeal
A este periodo de tiempo se le llama PERIODO DE CONTIENDA y corresponde a uno de
los tres posibles estados que tiene una red CSMACD los otros dos estados son los de
transmisioacuten y estado libre
Deteccioacuten de portadora
La deteccioacuten de portadora es utilizada para escuchar al medio (la portadora) para ver si se
encuentra libre Si la portadora se encuentra libre los datos son pasados a la capa fiacutesica
para su transmisioacuten Si la portadora estaacute ocupada se monitorea hasta que se libere
Deteccioacuten de colisiones
Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten
Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto
ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten
La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se
enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
Caracteriacutesticas de CSMACD
1 El primer paso a la hora de transmitir seraacute saber si el medio estaacute libre Para eso
escuchamos lo que dicen los demaacutes Si el medio esta tranquilo (ninguna otra estacioacuten esta
transmitiendo) se enviacutea la transmisioacuten
2 Cuando dos o maacutes estaciones tienen mensajes para enviar es posible que transmitan casi
en el mismo instante resultando en una colisioacuten en la red
3 Cuando se produce una colisioacuten todas las estaciones receptoras ignoran la transmisioacuten
confusa
4 Si un dispositivo de transmisioacuten detecta una colisioacuten enviacutea una sentildeal de expansioacuten para
notificar a todos los dispositivos conectados que ha ocurrido una colisioacutendenominada
jamming
5 Las estaciones transmisoras detienen sus transmisiones tan pronto como detectan la
colisioacuten
6 Despueacutes de una colisioacuten (Los host que intervienen en la colisioacuten invocan un algoritmo de
postergacioacuten que genera un tiempo aleatorio) las estaciones esperan un tiempo aleatorio
(tiempo de backoff) para volver a transmitir una trama
En el meacutetodo de acceso CSMACD los dispositivos de red que tienen datos para transmitir
funcionan en el modo escuchar antes de transmitir Esto significa que cuando un nodo
desea enviar datos primero debe determinar si los medios de red estaacuten ocupados o no
En redes inalaacutembricas resulta a veces complicado llevar a cabo el primer paso (escuchar al
medio para determinar si estaacute libre o no) Por este motivo surgen dos problemas que
pueden ser detectados
1 Problema del nodo oculto la estacioacuten cree que el medio estaacute libre cuando en
realidad no lo estaacute pues estaacute siendo utilizado por otro nodo al que la estacioacuten no
oye
2 Problema del nodo expuesto la estacioacuten cree que el medio estaacute ocupado
cuando en realidad lo estaacute ocupando otro nodo que no interfeririacutea en su
transmisioacuten a otro destino
Para resolver estos problemas la IEEE 80211 propone MACA (MultiAccess Collision
Avoidance ndash Evitacioacuten de Colisioacuten por Acceso Muacuteltiple)
CSMA CD Meacutetodo de acceso capacidades funcionales
El siguiente resumen muestra una referencia raacutepida de las
capacidades funcionales de CSMA CD sublayer MAC
En el marco de la transmisioacuten
aceptar los datos de la LLC sublayer y construir un marco
Presentar una serie de bits de datos a la capa fiacutesica para la
transmisioacuten en el medio
En el marco de la recepcioacuten
recibir una serie de bits de datos a partir de la capa fiacutesica
presentar a la LLC (enlace logico de control)sublayer marcos
aplazar el enviacuteo de un flujo de bits de serie cada vez que el
soporte fiacutesico estaacute ocupado
FCS adecuado antildeadir valor a los marcos de salida y verificar la
alineacioacuten completa octeto frontera
controles de los marcos de errores de transmisioacuten por medio
de FCS y verifica la alineacioacuten octeto frontera
retrasar la transmisioacuten de bits de marco para el intervalo
entre periacuteodo especificado
detener la transmisioacuten cuando se detecte colisioacuten
se garantiza la propagacioacuten en toda la red mediante el enviacuteo
de mensaje de atasco
descartar la transmisioacuten que se recibieron menos de una
longitud miacutenima
TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con
un indicador de sentildeal de comienzo de la trama
El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito
de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de
transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el
direccionamiento
El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten
Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas
El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos
emisor y receptor
El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos
Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener
una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y
destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada
El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten
dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es
conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de
multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es
Conocida como direccioacuten de difusioacuten
La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten
El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a
continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los
casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)
El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud
variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes
Un campo pad o campo de relleno es usado para asegurar que la trama alcance la
longitud miacutenima requerida Una trama debe contener miacutenimo un nuacutemero de bytes
para que las estaciones puedan detectar las colisiones con precisioacuten
Una secuencia de chequeo de trama es utilizada como mecanismo de control de
errores
Cuando el dispositivo emisor ensambla la trama realiza un caacutelculo en los bits de la
trama El algoritmo usado para realizar este caacutelculo siempre genera como salida un
valor de 4 bytes El dispositivo emisor almacena este valor en el campo de chequeo
de secuencia de la trama
Cuando el receptor recibe la trama realiza el mismo caacutelculo y compara el resultado
con el del campo de chequeo de secuencia de la trama Si los dos valores
coinciden la transmisioacuten se asume como correcta Si los dos valores son
diferentes el dispositivo de destino solicita una retransmisioacuten de la trama
ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
La funcioacuten de encapsulacioacuten y desencapsulacioacuten de datos es llevada a cabo por la subcapa
MAC Este proceso es responsable de las funciones de direccionamiento y del chequeo de
errores
ENCAPSULADO
El encapsulado es realizado por la estacioacuten emisora El encapsulado es el acto de agregar
informacioacuten direcciones y bytes para el control de errores al comienzo y al final de la
unidad de datos transmitidos Esto es realizado luego que los datos son recibidos por la
Subcapa de control de enlace loacutegico (LLC) La informacioacuten antildeadida es necesaria para
realizar las siguientes tareas
Sincronizar la estacioacuten receptora con la sentildeal
Indicar el comienzo y el fin de la trama
Identificar las direcciones tanto de la estacioacuten emisora como la receptora
Detectar errores en la transmisioacuten
Ejemplo ENCAPSULADO DE DATOS EN EL MODELO DE REFERENCIA OSI
Lo que sigue es una descripcioacuten del proceso de encapsulado de datos en una pila de
protocolo en nuestro caso TCPIP
Las capas del modelo osi se comunican entre siacute utilizando las PDU (protocol data unit) que
especifican que informacioacuten debe agregarse como encabezado o final de los datos que
ingresan a la capa Analizamos el paso de los datos por las 4 uacuteltimas capas del modelo
( transporte red enlace de datos fiacutesica)
Cuando los datos bajan de la capa sesioacuten la PDU de la capa de transporte exige el
agregado del encabezado de protocolo TCP La capa siguiente agrega el encabezado IP Al
bajar a la capa de Enlace el encabezado que se agrega depende de la implementacioacuten de
Ethernet que se esteacute utilizando Si la implementacioacuten es ETHERNET II se agrega solamente
un encabezado MAC si la implementacioacuten es IEEE 8023 8022 se agregan 2
encabezados LLC de la subcapa superior (Logical Link Control) y MAC (Media Access
Control) de la subcapa inferior para luego pasar a la capa Fiacutesica convertido en sentildeales
eleacutectricas
DESENCAPSULADO
El desencapsulado es realizado por la estacioacuten receptora Cuando es recibida una trama la
estacioacuten receptora es responsable de realizar las siguientes tareas
Reconocer la direccioacuten de destino y determinar si coincide con su propia direccioacuten
Realizar la verificacioacuten de errores
Remover la informacioacuten de control que fue antildeadida por la funcioacuten de encapsulado
de datos en la estacioacuten emisora
ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
La funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es realizada por la subcapa MAC
En la estacioacuten emisora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable de
determinar si el canal de comunicacioacuten se encuentra disponible Si el canal se encuentra
disponible puede iniciarse la transmisioacuten de datos
Adicionalote la funcioacuten de administracioacuten es responsable de determinar que accioacuten
deberaacute tomarse en caso de detectarse una colisioacuten y cuando intentaraacute retransmitir
En la estacioacuten receptora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable
de realizar las comprobaciones de validacioacuten en la trama antes de pasarla a la funcioacuten de
desencapsulado
CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
La funcioacuten de codificacioacutendecodificacioacuten es realizada en la capa fiacutesica Esta funcioacuten es
responsable de obtener la forma eleacutectrica u oacuteptica de los datos que se van a transmitir en
el medio
La codificacioacuten de datos es realizada por la estacioacuten emisora Esta es responsable de
traducir los bits a sus correspondientes sentildeales eleacutectricas u oacutepticas para ser trasladadas a
traveacutes del medio Adicionalmente esta funcioacuten es responsable de escuchar el medio y
notificar al la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio si el medio se encuentra libre
ocupado o se ha detectado una colisioacuten
veremos algunas teacutecnicas para codificar datos en sentildeales digitales Recordemos que una
sentildeal digital es una secuencia de niveles de tensioacuten discretos cada uno de ellos es un
elemento de la sentildeal Las teacutecnicas de codificacioacuten convierten cada bit de datos 0 o 1 en
elementos de sentildeal buscando ciertas ventajas o caracteriacutestica de la misma
iquestQueacute es lo que buscamos cuando queremos transmitir Pues de normal que la velocidad
de transmisioacuten sea elevada y que el nuacutemero de errores pequentildeo Pero tambieacuten que el
medio que utilicemos sea barato Por desgracia todo a la vez es imposible canales con
mayor ancho de banda aumentaraacuten la velocidad de transmisioacuten y si estaacuten bien
apantallados podraacuten transmitir a grandes distancias sin apenas ruido iexclpero eso es muy
caro iquestDe queacute manera puede ayudar la forma de la sentildeal
(Un poco maacutes de
vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten
soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos
lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas
Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama
transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos
La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la
traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits
TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con
un indicador de sentildeal de comienzo de la trama
El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito
de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de
transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el
direccionamiento
El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten
Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas
El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos
emisor y receptor
El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos
El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits
10101011
Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener
una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y
destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada
El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten
dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es
conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de
multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es
conocida como direccioacuten de difusioacuten
La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten
El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a
continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los
casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)
El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud
variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes
4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)
Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red
Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits
transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un
nuacutemero negativo y una potencia de 10
Se calcula con la siguiente formula
BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS
Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por
ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3
actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER
se consigue tiacutepicamente en 10^ -12
VALORES DE BER TIPICOS
Ethernet 10BASE-5 lt10^-8
Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10
Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11
Fiber Channel SONETSDHlt10^-12
GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8
CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7
5 TOPOLOGIAS
Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los
diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos
especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden
interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental
que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los
diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La
topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el
nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc
Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea
1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y
cableado (los medios) en la red
2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del
medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y
transmisioacuten de tokens (Token Ring)
3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones
La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia
todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para
utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento
en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten
de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a
cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la
red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host
y el proceso se vuelve a repetir
Topologiacutea de la Red Ethernet
La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo
de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se
conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos
forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal
La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el
cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de
cableado
TOPOLOGIA EN BUS
La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo
segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la
combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta
estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y
no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo
de estaciones de la red se fija en 1024
Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media
pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es
completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la
red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet
pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que
transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros
10-BASE-5
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto
Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados
transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo
agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del
cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la
estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la
interfaz se comunica con la computadora
Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que
acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una
tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el
transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso
llevar un microprocesador para controlar las transferencias
Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores
BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC
conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces
utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es
maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es
de 185 metros
10-BASE-2
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador
Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca
un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el
conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los
extremos si este se conecta directamente a un repetidor
TOPOLOGIA EN ESTRELLA
El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que
cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese
segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en
estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a
un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una
para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El
cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado
El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la
expansioacuten de la red
CONECTOR RJ-45
Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de
ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los
pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En
algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo
se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador
sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs
utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red
10-BASE-T
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico
Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas
10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios
Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia
entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-
BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con
un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red
Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se
puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la
conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos
casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores
5 Trama de red
En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de
datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos
especialmente en el Nivel de enlace de datos
Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten
chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de
datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel
de red
Formato de la trama de Ethernet
Trama DIX
Ethernet
Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS
8 bytes 6 bytes6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes
2 oacute 4
bytes
Trama IEEE
8023
Preaacutembul
oSOF Destino Origen
Longitu
dDatos Relleno FCS
7 bytes1
byte6 bytes
6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes4 bytes
Preaacutembulo
Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y
estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo
es
10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010
Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester
representan una forma de onda perioacutedica
SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama
Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s
consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes
significativo del campo de direccioacuten MAC de destino
Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor
debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF
Direccioacuten de destino
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se
enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast
o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar
si debe aceptar el paquete
Direccioacuten de origen
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se
enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la
direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos
Tipo
Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el
paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos
interpreta este campo
Datos
Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de
valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este
campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de
niveles superiores
FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)
Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de
Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el
receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la
trama
Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama
- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica
- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y
realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un
byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios
- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de
datos para obtener una suma
7 componentes de Ethernet
Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio
Ethernet a mano maacutes apropiado
Hay cuatro tipos principales de medios en uso
Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5
Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en
determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)
Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04
pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)
relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta
su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o
grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero
permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias
Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2
Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar
Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas
(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en
empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a
interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso
Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)
sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero
requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino
tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se
utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos
Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T
Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla
adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes
frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco
mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo
del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su
costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con
plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin
embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias
electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado
con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps
Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-
repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las
aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o
10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las
situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una
preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes
cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica
La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de
longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que
de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre
Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que
seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se
puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten
Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la
flexibilidad de la tecnologiacutea
Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de
paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation
Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE
liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha
vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan
Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el
disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene
aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una
resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir
la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas
Figura 1
El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura
1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes
electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras
que se comunican en la red
La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un
dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un
transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del
cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre
un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada
en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro
del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se
corte y se inserte una lsquoTrsquo
Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un
transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio
del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador
anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta
madre) y se conecta con el transceptor
Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra
fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las
sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite
la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute
en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato
digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el
transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente
llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la
potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la
operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o
recibiendo
Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las
intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema
operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta
instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la
transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido
finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple
dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede
contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria
de la computadora y el cable ether)
En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de
una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e
instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura
2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante
Figura 2
Capacidad de las redes Ethernet
El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden
transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una
computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red
no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar
datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico
total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y
pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace
posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa
que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por
ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o
muchas computadoras que generan cargas ligeras
La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE
8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo
suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles
Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El
propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red
sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una
longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo
el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama
La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se
encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que
es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser
transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por
un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se
encuentran en el campo da datos
La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de
direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023
permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite
solo direcciones de 6 Bytes
El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE
8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet
Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de
los cables utilizados
10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet
10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet
10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una
velocidad de 10 Mbps
100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica
multimodo (la F es por Fiber)
100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)
1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad
de 1 gigabite por segundo
1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S
es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)
1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L
es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)
Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado
Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del
nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran
aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de
legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces
de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor
adaptacioacuten y transicioacuten
Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos
Velocidad de transmisioacuten
- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea
Tipo de cable
- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea
Longitud maacutexima
- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones
repetidoras)
Topologiacutea
- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados
con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o
switches (estrella conmutada)
A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes
importantes
Tecnologiacuteas Ethernet
Tecnologiacutea
Velocidad de
transmisioacuten Tipo de cable
Distancia
maacutexima Topologiacutea
10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)
10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m
Estrella (Hub o
Switch)
10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o
Switch)
100BaseT4 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 3UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseTX 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 5UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m
No permite el uso de
hubs
1000BaseT 1000Mbps
4 pares trenzado
(categoriacutea 5e oacute
6UTP ) 100 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseSX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(multimodo) 550 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseLX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(monomodo) 5000 m
Estrella Full Duplex
(switch)
10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los
estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad
nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet
El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y
WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en
una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023
Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten
8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN
PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se
puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103
Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas
Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c
10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre
cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo
del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica
multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)
10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand
4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un
router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance
10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre
240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra
mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm
10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra
mono-modo (usando 1310nm)
10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre
fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido
interfaces enchufables de hasta 80-km
10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625
microm
10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado
para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera
SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-
ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas
distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)
Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado
principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin
embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par
trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada
para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-
duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex
Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes
Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802
10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten
comercial
La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las
especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para
Ethernet de 100 Mbps
Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes
apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios
productos en el mercado
Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones
1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de
sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la
transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado
100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como
veremos a continuacioacuten)
Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue
utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que
puede seguir usando los mismos cables de par trenzado
2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por
otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)
y que se denominoacute 100BaseVG
Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea
3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable
consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda
3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten
denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito
4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente
sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet
utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es
lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)
VELOCIDAD
En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea
circulan a la velocidad de 10 Mbps
Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades
superiores tanto de 20 como de 100 Mbps
Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes
de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios
usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-
Windows
De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que
actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
Antes de enviar se escucha el canal si el canal estaacute libre se transmite el frame Si estaacute
ocupado en vez de quedarse escuchando se espera un tiempo aleatorio que viene dado
por un algoritmo llamado de backoff despueacutes del cual se repite el proceso El protocolo
tiene una menor eficiencia que CSMA 1-persistente para traacuteficos moderados pues
introduce una mayor latencia sin embargo se comporta mejor en situaciones de traacutefico
intenso ya que evita las colisiones producidas por las estaciones que se encuentran a la
espera de que termine la transmisioacuten de un frame en un momento dado
CSMA P-PERSISTENTE
Utiliza intervalos de tiempo y funciona de la siguiente manera cuando el nodo tiene
algo que enviar primero escucha el canal si estaacute ocupado espera un tiempo aleatorio
Cuando el canal estaacute libre se selecciona un nuacutemero aleatorio con distribucioacuten uniforme
entre 0 y 1 si el nuacutemero es menor que p el frame es transmitido En caso contrario se
espera el siguiente slot de tiempo para transmitir y repite el algoritmo hasta que el frame
es transmitido o bien otro nodo utiliza en canal en cuyo caso se espera un tiempo
aleatorio y empieza de nuevo el proceso desde el principio La eficiencia del protocolo es
en general superior a la de CSMA 1-persistente y CSMA no persistente
CSMA CON DETECCIOacuteN DE COLISIOacuteN
Un problema con los protocolos anteriores es que una vez se ha empezado a transmitir
un frame se sigue transmitiendo auacuten cuando se detecte una colisioacuten Como es maacutes
eficiente dejar de transmitir y esperar un tiempo aleatorio para volver a hacerlo los
protocolos de acceso muacuteltiple por deteccioacuten de portadora con deteccioacuten de colisiones o
CSMACD implementan esta mejora
Estados de
una red CSMACD
En una red CSMACD la uacutenica circunstancia en la que puede producirse una colisioacuten es
cuando dos hosts empiezan a transmitir a la vez o con una diferencia de tiempo lo
bastante pequentildea como para que la sentildeal de uno no haya podido llegar al otro antes de
que eacuteste empiece a transmitir En palabras simples el nodo no alcanzoacute a escuchar que
otro nodo ya comenzoacute la transmisioacuten producto del retardo de propagacioacuten de la sentildeal
A este periodo de tiempo se le llama PERIODO DE CONTIENDA y corresponde a uno de
los tres posibles estados que tiene una red CSMACD los otros dos estados son los de
transmisioacuten y estado libre
Deteccioacuten de portadora
La deteccioacuten de portadora es utilizada para escuchar al medio (la portadora) para ver si se
encuentra libre Si la portadora se encuentra libre los datos son pasados a la capa fiacutesica
para su transmisioacuten Si la portadora estaacute ocupada se monitorea hasta que se libere
Deteccioacuten de colisiones
Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten
Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto
ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten
La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se
enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
Caracteriacutesticas de CSMACD
1 El primer paso a la hora de transmitir seraacute saber si el medio estaacute libre Para eso
escuchamos lo que dicen los demaacutes Si el medio esta tranquilo (ninguna otra estacioacuten esta
transmitiendo) se enviacutea la transmisioacuten
2 Cuando dos o maacutes estaciones tienen mensajes para enviar es posible que transmitan casi
en el mismo instante resultando en una colisioacuten en la red
3 Cuando se produce una colisioacuten todas las estaciones receptoras ignoran la transmisioacuten
confusa
4 Si un dispositivo de transmisioacuten detecta una colisioacuten enviacutea una sentildeal de expansioacuten para
notificar a todos los dispositivos conectados que ha ocurrido una colisioacutendenominada
jamming
5 Las estaciones transmisoras detienen sus transmisiones tan pronto como detectan la
colisioacuten
6 Despueacutes de una colisioacuten (Los host que intervienen en la colisioacuten invocan un algoritmo de
postergacioacuten que genera un tiempo aleatorio) las estaciones esperan un tiempo aleatorio
(tiempo de backoff) para volver a transmitir una trama
En el meacutetodo de acceso CSMACD los dispositivos de red que tienen datos para transmitir
funcionan en el modo escuchar antes de transmitir Esto significa que cuando un nodo
desea enviar datos primero debe determinar si los medios de red estaacuten ocupados o no
En redes inalaacutembricas resulta a veces complicado llevar a cabo el primer paso (escuchar al
medio para determinar si estaacute libre o no) Por este motivo surgen dos problemas que
pueden ser detectados
1 Problema del nodo oculto la estacioacuten cree que el medio estaacute libre cuando en
realidad no lo estaacute pues estaacute siendo utilizado por otro nodo al que la estacioacuten no
oye
2 Problema del nodo expuesto la estacioacuten cree que el medio estaacute ocupado
cuando en realidad lo estaacute ocupando otro nodo que no interfeririacutea en su
transmisioacuten a otro destino
Para resolver estos problemas la IEEE 80211 propone MACA (MultiAccess Collision
Avoidance ndash Evitacioacuten de Colisioacuten por Acceso Muacuteltiple)
CSMA CD Meacutetodo de acceso capacidades funcionales
El siguiente resumen muestra una referencia raacutepida de las
capacidades funcionales de CSMA CD sublayer MAC
En el marco de la transmisioacuten
aceptar los datos de la LLC sublayer y construir un marco
Presentar una serie de bits de datos a la capa fiacutesica para la
transmisioacuten en el medio
En el marco de la recepcioacuten
recibir una serie de bits de datos a partir de la capa fiacutesica
presentar a la LLC (enlace logico de control)sublayer marcos
aplazar el enviacuteo de un flujo de bits de serie cada vez que el
soporte fiacutesico estaacute ocupado
FCS adecuado antildeadir valor a los marcos de salida y verificar la
alineacioacuten completa octeto frontera
controles de los marcos de errores de transmisioacuten por medio
de FCS y verifica la alineacioacuten octeto frontera
retrasar la transmisioacuten de bits de marco para el intervalo
entre periacuteodo especificado
detener la transmisioacuten cuando se detecte colisioacuten
se garantiza la propagacioacuten en toda la red mediante el enviacuteo
de mensaje de atasco
descartar la transmisioacuten que se recibieron menos de una
longitud miacutenima
TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con
un indicador de sentildeal de comienzo de la trama
El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito
de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de
transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el
direccionamiento
El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten
Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas
El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos
emisor y receptor
El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos
Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener
una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y
destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada
El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten
dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es
conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de
multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es
Conocida como direccioacuten de difusioacuten
La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten
El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a
continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los
casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)
El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud
variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes
Un campo pad o campo de relleno es usado para asegurar que la trama alcance la
longitud miacutenima requerida Una trama debe contener miacutenimo un nuacutemero de bytes
para que las estaciones puedan detectar las colisiones con precisioacuten
Una secuencia de chequeo de trama es utilizada como mecanismo de control de
errores
Cuando el dispositivo emisor ensambla la trama realiza un caacutelculo en los bits de la
trama El algoritmo usado para realizar este caacutelculo siempre genera como salida un
valor de 4 bytes El dispositivo emisor almacena este valor en el campo de chequeo
de secuencia de la trama
Cuando el receptor recibe la trama realiza el mismo caacutelculo y compara el resultado
con el del campo de chequeo de secuencia de la trama Si los dos valores
coinciden la transmisioacuten se asume como correcta Si los dos valores son
diferentes el dispositivo de destino solicita una retransmisioacuten de la trama
ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
La funcioacuten de encapsulacioacuten y desencapsulacioacuten de datos es llevada a cabo por la subcapa
MAC Este proceso es responsable de las funciones de direccionamiento y del chequeo de
errores
ENCAPSULADO
El encapsulado es realizado por la estacioacuten emisora El encapsulado es el acto de agregar
informacioacuten direcciones y bytes para el control de errores al comienzo y al final de la
unidad de datos transmitidos Esto es realizado luego que los datos son recibidos por la
Subcapa de control de enlace loacutegico (LLC) La informacioacuten antildeadida es necesaria para
realizar las siguientes tareas
Sincronizar la estacioacuten receptora con la sentildeal
Indicar el comienzo y el fin de la trama
Identificar las direcciones tanto de la estacioacuten emisora como la receptora
Detectar errores en la transmisioacuten
Ejemplo ENCAPSULADO DE DATOS EN EL MODELO DE REFERENCIA OSI
Lo que sigue es una descripcioacuten del proceso de encapsulado de datos en una pila de
protocolo en nuestro caso TCPIP
Las capas del modelo osi se comunican entre siacute utilizando las PDU (protocol data unit) que
especifican que informacioacuten debe agregarse como encabezado o final de los datos que
ingresan a la capa Analizamos el paso de los datos por las 4 uacuteltimas capas del modelo
( transporte red enlace de datos fiacutesica)
Cuando los datos bajan de la capa sesioacuten la PDU de la capa de transporte exige el
agregado del encabezado de protocolo TCP La capa siguiente agrega el encabezado IP Al
bajar a la capa de Enlace el encabezado que se agrega depende de la implementacioacuten de
Ethernet que se esteacute utilizando Si la implementacioacuten es ETHERNET II se agrega solamente
un encabezado MAC si la implementacioacuten es IEEE 8023 8022 se agregan 2
encabezados LLC de la subcapa superior (Logical Link Control) y MAC (Media Access
Control) de la subcapa inferior para luego pasar a la capa Fiacutesica convertido en sentildeales
eleacutectricas
DESENCAPSULADO
El desencapsulado es realizado por la estacioacuten receptora Cuando es recibida una trama la
estacioacuten receptora es responsable de realizar las siguientes tareas
Reconocer la direccioacuten de destino y determinar si coincide con su propia direccioacuten
Realizar la verificacioacuten de errores
Remover la informacioacuten de control que fue antildeadida por la funcioacuten de encapsulado
de datos en la estacioacuten emisora
ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
La funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es realizada por la subcapa MAC
En la estacioacuten emisora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable de
determinar si el canal de comunicacioacuten se encuentra disponible Si el canal se encuentra
disponible puede iniciarse la transmisioacuten de datos
Adicionalote la funcioacuten de administracioacuten es responsable de determinar que accioacuten
deberaacute tomarse en caso de detectarse una colisioacuten y cuando intentaraacute retransmitir
En la estacioacuten receptora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable
de realizar las comprobaciones de validacioacuten en la trama antes de pasarla a la funcioacuten de
desencapsulado
CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
La funcioacuten de codificacioacutendecodificacioacuten es realizada en la capa fiacutesica Esta funcioacuten es
responsable de obtener la forma eleacutectrica u oacuteptica de los datos que se van a transmitir en
el medio
La codificacioacuten de datos es realizada por la estacioacuten emisora Esta es responsable de
traducir los bits a sus correspondientes sentildeales eleacutectricas u oacutepticas para ser trasladadas a
traveacutes del medio Adicionalmente esta funcioacuten es responsable de escuchar el medio y
notificar al la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio si el medio se encuentra libre
ocupado o se ha detectado una colisioacuten
veremos algunas teacutecnicas para codificar datos en sentildeales digitales Recordemos que una
sentildeal digital es una secuencia de niveles de tensioacuten discretos cada uno de ellos es un
elemento de la sentildeal Las teacutecnicas de codificacioacuten convierten cada bit de datos 0 o 1 en
elementos de sentildeal buscando ciertas ventajas o caracteriacutestica de la misma
iquestQueacute es lo que buscamos cuando queremos transmitir Pues de normal que la velocidad
de transmisioacuten sea elevada y que el nuacutemero de errores pequentildeo Pero tambieacuten que el
medio que utilicemos sea barato Por desgracia todo a la vez es imposible canales con
mayor ancho de banda aumentaraacuten la velocidad de transmisioacuten y si estaacuten bien
apantallados podraacuten transmitir a grandes distancias sin apenas ruido iexclpero eso es muy
caro iquestDe queacute manera puede ayudar la forma de la sentildeal
(Un poco maacutes de
vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten
soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos
lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas
Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama
transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos
La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la
traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits
TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con
un indicador de sentildeal de comienzo de la trama
El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito
de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de
transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el
direccionamiento
El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten
Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas
El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos
emisor y receptor
El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos
El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits
10101011
Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener
una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y
destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada
El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten
dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es
conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de
multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es
conocida como direccioacuten de difusioacuten
La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten
El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a
continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los
casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)
El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud
variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes
4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)
Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red
Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits
transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un
nuacutemero negativo y una potencia de 10
Se calcula con la siguiente formula
BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS
Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por
ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3
actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER
se consigue tiacutepicamente en 10^ -12
VALORES DE BER TIPICOS
Ethernet 10BASE-5 lt10^-8
Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10
Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11
Fiber Channel SONETSDHlt10^-12
GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8
CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7
5 TOPOLOGIAS
Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los
diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos
especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden
interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental
que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los
diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La
topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el
nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc
Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea
1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y
cableado (los medios) en la red
2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del
medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y
transmisioacuten de tokens (Token Ring)
3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones
La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia
todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para
utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento
en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten
de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a
cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la
red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host
y el proceso se vuelve a repetir
Topologiacutea de la Red Ethernet
La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo
de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se
conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos
forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal
La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el
cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de
cableado
TOPOLOGIA EN BUS
La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo
segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la
combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta
estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y
no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo
de estaciones de la red se fija en 1024
Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media
pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es
completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la
red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet
pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que
transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros
10-BASE-5
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto
Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados
transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo
agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del
cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la
estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la
interfaz se comunica con la computadora
Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que
acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una
tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el
transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso
llevar un microprocesador para controlar las transferencias
Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores
BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC
conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces
utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es
maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es
de 185 metros
10-BASE-2
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador
Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca
un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el
conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los
extremos si este se conecta directamente a un repetidor
TOPOLOGIA EN ESTRELLA
El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que
cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese
segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en
estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a
un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una
para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El
cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado
El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la
expansioacuten de la red
CONECTOR RJ-45
Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de
ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los
pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En
algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo
se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador
sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs
utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red
10-BASE-T
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico
Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas
10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios
Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia
entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-
BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con
un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red
Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se
puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la
conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos
casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores
5 Trama de red
En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de
datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos
especialmente en el Nivel de enlace de datos
Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten
chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de
datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel
de red
Formato de la trama de Ethernet
Trama DIX
Ethernet
Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS
8 bytes 6 bytes6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes
2 oacute 4
bytes
Trama IEEE
8023
Preaacutembul
oSOF Destino Origen
Longitu
dDatos Relleno FCS
7 bytes1
byte6 bytes
6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes4 bytes
Preaacutembulo
Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y
estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo
es
10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010
Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester
representan una forma de onda perioacutedica
SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama
Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s
consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes
significativo del campo de direccioacuten MAC de destino
Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor
debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF
Direccioacuten de destino
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se
enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast
o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar
si debe aceptar el paquete
Direccioacuten de origen
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se
enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la
direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos
Tipo
Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el
paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos
interpreta este campo
Datos
Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de
valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este
campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de
niveles superiores
FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)
Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de
Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el
receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la
trama
Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama
- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica
- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y
realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un
byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios
- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de
datos para obtener una suma
7 componentes de Ethernet
Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio
Ethernet a mano maacutes apropiado
Hay cuatro tipos principales de medios en uso
Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5
Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en
determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)
Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04
pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)
relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta
su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o
grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero
permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias
Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2
Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar
Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas
(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en
empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a
interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso
Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)
sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero
requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino
tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se
utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos
Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T
Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla
adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes
frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco
mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo
del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su
costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con
plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin
embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias
electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado
con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps
Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-
repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las
aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o
10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las
situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una
preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes
cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica
La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de
longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que
de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre
Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que
seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se
puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten
Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la
flexibilidad de la tecnologiacutea
Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de
paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation
Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE
liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha
vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan
Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el
disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene
aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una
resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir
la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas
Figura 1
El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura
1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes
electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras
que se comunican en la red
La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un
dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un
transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del
cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre
un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada
en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro
del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se
corte y se inserte una lsquoTrsquo
Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un
transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio
del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador
anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta
madre) y se conecta con el transceptor
Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra
fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las
sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite
la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute
en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato
digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el
transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente
llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la
potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la
operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o
recibiendo
Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las
intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema
operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta
instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la
transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido
finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple
dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede
contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria
de la computadora y el cable ether)
En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de
una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e
instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura
2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante
Figura 2
Capacidad de las redes Ethernet
El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden
transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una
computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red
no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar
datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico
total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y
pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace
posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa
que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por
ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o
muchas computadoras que generan cargas ligeras
La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE
8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo
suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles
Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El
propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red
sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una
longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo
el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama
La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se
encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que
es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser
transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por
un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se
encuentran en el campo da datos
La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de
direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023
permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite
solo direcciones de 6 Bytes
El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE
8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet
Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de
los cables utilizados
10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet
10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet
10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una
velocidad de 10 Mbps
100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica
multimodo (la F es por Fiber)
100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)
1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad
de 1 gigabite por segundo
1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S
es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)
1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L
es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)
Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado
Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del
nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran
aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de
legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces
de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor
adaptacioacuten y transicioacuten
Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos
Velocidad de transmisioacuten
- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea
Tipo de cable
- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea
Longitud maacutexima
- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones
repetidoras)
Topologiacutea
- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados
con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o
switches (estrella conmutada)
A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes
importantes
Tecnologiacuteas Ethernet
Tecnologiacutea
Velocidad de
transmisioacuten Tipo de cable
Distancia
maacutexima Topologiacutea
10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)
10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m
Estrella (Hub o
Switch)
10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o
Switch)
100BaseT4 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 3UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseTX 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 5UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m
No permite el uso de
hubs
1000BaseT 1000Mbps
4 pares trenzado
(categoriacutea 5e oacute
6UTP ) 100 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseSX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(multimodo) 550 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseLX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(monomodo) 5000 m
Estrella Full Duplex
(switch)
10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los
estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad
nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet
El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y
WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en
una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023
Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten
8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN
PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se
puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103
Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas
Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c
10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre
cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo
del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica
multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)
10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand
4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un
router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance
10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre
240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra
mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm
10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra
mono-modo (usando 1310nm)
10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre
fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido
interfaces enchufables de hasta 80-km
10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625
microm
10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado
para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera
SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-
ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas
distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)
Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado
principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin
embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par
trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada
para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-
duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex
Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes
Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802
10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten
comercial
La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las
especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para
Ethernet de 100 Mbps
Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes
apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios
productos en el mercado
Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones
1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de
sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la
transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado
100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como
veremos a continuacioacuten)
Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue
utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que
puede seguir usando los mismos cables de par trenzado
2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por
otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)
y que se denominoacute 100BaseVG
Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea
3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable
consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda
3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten
denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito
4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente
sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet
utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es
lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)
VELOCIDAD
En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea
circulan a la velocidad de 10 Mbps
Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades
superiores tanto de 20 como de 100 Mbps
Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes
de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios
usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-
Windows
De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que
actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
Estados de
una red CSMACD
En una red CSMACD la uacutenica circunstancia en la que puede producirse una colisioacuten es
cuando dos hosts empiezan a transmitir a la vez o con una diferencia de tiempo lo
bastante pequentildea como para que la sentildeal de uno no haya podido llegar al otro antes de
que eacuteste empiece a transmitir En palabras simples el nodo no alcanzoacute a escuchar que
otro nodo ya comenzoacute la transmisioacuten producto del retardo de propagacioacuten de la sentildeal
A este periodo de tiempo se le llama PERIODO DE CONTIENDA y corresponde a uno de
los tres posibles estados que tiene una red CSMACD los otros dos estados son los de
transmisioacuten y estado libre
Deteccioacuten de portadora
La deteccioacuten de portadora es utilizada para escuchar al medio (la portadora) para ver si se
encuentra libre Si la portadora se encuentra libre los datos son pasados a la capa fiacutesica
para su transmisioacuten Si la portadora estaacute ocupada se monitorea hasta que se libere
Deteccioacuten de colisiones
Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten
Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto
ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten
La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se
enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
Caracteriacutesticas de CSMACD
1 El primer paso a la hora de transmitir seraacute saber si el medio estaacute libre Para eso
escuchamos lo que dicen los demaacutes Si el medio esta tranquilo (ninguna otra estacioacuten esta
transmitiendo) se enviacutea la transmisioacuten
2 Cuando dos o maacutes estaciones tienen mensajes para enviar es posible que transmitan casi
en el mismo instante resultando en una colisioacuten en la red
3 Cuando se produce una colisioacuten todas las estaciones receptoras ignoran la transmisioacuten
confusa
4 Si un dispositivo de transmisioacuten detecta una colisioacuten enviacutea una sentildeal de expansioacuten para
notificar a todos los dispositivos conectados que ha ocurrido una colisioacutendenominada
jamming
5 Las estaciones transmisoras detienen sus transmisiones tan pronto como detectan la
colisioacuten
6 Despueacutes de una colisioacuten (Los host que intervienen en la colisioacuten invocan un algoritmo de
postergacioacuten que genera un tiempo aleatorio) las estaciones esperan un tiempo aleatorio
(tiempo de backoff) para volver a transmitir una trama
En el meacutetodo de acceso CSMACD los dispositivos de red que tienen datos para transmitir
funcionan en el modo escuchar antes de transmitir Esto significa que cuando un nodo
desea enviar datos primero debe determinar si los medios de red estaacuten ocupados o no
En redes inalaacutembricas resulta a veces complicado llevar a cabo el primer paso (escuchar al
medio para determinar si estaacute libre o no) Por este motivo surgen dos problemas que
pueden ser detectados
1 Problema del nodo oculto la estacioacuten cree que el medio estaacute libre cuando en
realidad no lo estaacute pues estaacute siendo utilizado por otro nodo al que la estacioacuten no
oye
2 Problema del nodo expuesto la estacioacuten cree que el medio estaacute ocupado
cuando en realidad lo estaacute ocupando otro nodo que no interfeririacutea en su
transmisioacuten a otro destino
Para resolver estos problemas la IEEE 80211 propone MACA (MultiAccess Collision
Avoidance ndash Evitacioacuten de Colisioacuten por Acceso Muacuteltiple)
CSMA CD Meacutetodo de acceso capacidades funcionales
El siguiente resumen muestra una referencia raacutepida de las
capacidades funcionales de CSMA CD sublayer MAC
En el marco de la transmisioacuten
aceptar los datos de la LLC sublayer y construir un marco
Presentar una serie de bits de datos a la capa fiacutesica para la
transmisioacuten en el medio
En el marco de la recepcioacuten
recibir una serie de bits de datos a partir de la capa fiacutesica
presentar a la LLC (enlace logico de control)sublayer marcos
aplazar el enviacuteo de un flujo de bits de serie cada vez que el
soporte fiacutesico estaacute ocupado
FCS adecuado antildeadir valor a los marcos de salida y verificar la
alineacioacuten completa octeto frontera
controles de los marcos de errores de transmisioacuten por medio
de FCS y verifica la alineacioacuten octeto frontera
retrasar la transmisioacuten de bits de marco para el intervalo
entre periacuteodo especificado
detener la transmisioacuten cuando se detecte colisioacuten
se garantiza la propagacioacuten en toda la red mediante el enviacuteo
de mensaje de atasco
descartar la transmisioacuten que se recibieron menos de una
longitud miacutenima
TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con
un indicador de sentildeal de comienzo de la trama
El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito
de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de
transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el
direccionamiento
El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten
Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas
El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos
emisor y receptor
El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos
Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener
una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y
destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada
El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten
dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es
conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de
multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es
Conocida como direccioacuten de difusioacuten
La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten
El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a
continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los
casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)
El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud
variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes
Un campo pad o campo de relleno es usado para asegurar que la trama alcance la
longitud miacutenima requerida Una trama debe contener miacutenimo un nuacutemero de bytes
para que las estaciones puedan detectar las colisiones con precisioacuten
Una secuencia de chequeo de trama es utilizada como mecanismo de control de
errores
Cuando el dispositivo emisor ensambla la trama realiza un caacutelculo en los bits de la
trama El algoritmo usado para realizar este caacutelculo siempre genera como salida un
valor de 4 bytes El dispositivo emisor almacena este valor en el campo de chequeo
de secuencia de la trama
Cuando el receptor recibe la trama realiza el mismo caacutelculo y compara el resultado
con el del campo de chequeo de secuencia de la trama Si los dos valores
coinciden la transmisioacuten se asume como correcta Si los dos valores son
diferentes el dispositivo de destino solicita una retransmisioacuten de la trama
ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
La funcioacuten de encapsulacioacuten y desencapsulacioacuten de datos es llevada a cabo por la subcapa
MAC Este proceso es responsable de las funciones de direccionamiento y del chequeo de
errores
ENCAPSULADO
El encapsulado es realizado por la estacioacuten emisora El encapsulado es el acto de agregar
informacioacuten direcciones y bytes para el control de errores al comienzo y al final de la
unidad de datos transmitidos Esto es realizado luego que los datos son recibidos por la
Subcapa de control de enlace loacutegico (LLC) La informacioacuten antildeadida es necesaria para
realizar las siguientes tareas
Sincronizar la estacioacuten receptora con la sentildeal
Indicar el comienzo y el fin de la trama
Identificar las direcciones tanto de la estacioacuten emisora como la receptora
Detectar errores en la transmisioacuten
Ejemplo ENCAPSULADO DE DATOS EN EL MODELO DE REFERENCIA OSI
Lo que sigue es una descripcioacuten del proceso de encapsulado de datos en una pila de
protocolo en nuestro caso TCPIP
Las capas del modelo osi se comunican entre siacute utilizando las PDU (protocol data unit) que
especifican que informacioacuten debe agregarse como encabezado o final de los datos que
ingresan a la capa Analizamos el paso de los datos por las 4 uacuteltimas capas del modelo
( transporte red enlace de datos fiacutesica)
Cuando los datos bajan de la capa sesioacuten la PDU de la capa de transporte exige el
agregado del encabezado de protocolo TCP La capa siguiente agrega el encabezado IP Al
bajar a la capa de Enlace el encabezado que se agrega depende de la implementacioacuten de
Ethernet que se esteacute utilizando Si la implementacioacuten es ETHERNET II se agrega solamente
un encabezado MAC si la implementacioacuten es IEEE 8023 8022 se agregan 2
encabezados LLC de la subcapa superior (Logical Link Control) y MAC (Media Access
Control) de la subcapa inferior para luego pasar a la capa Fiacutesica convertido en sentildeales
eleacutectricas
DESENCAPSULADO
El desencapsulado es realizado por la estacioacuten receptora Cuando es recibida una trama la
estacioacuten receptora es responsable de realizar las siguientes tareas
Reconocer la direccioacuten de destino y determinar si coincide con su propia direccioacuten
Realizar la verificacioacuten de errores
Remover la informacioacuten de control que fue antildeadida por la funcioacuten de encapsulado
de datos en la estacioacuten emisora
ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
La funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es realizada por la subcapa MAC
En la estacioacuten emisora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable de
determinar si el canal de comunicacioacuten se encuentra disponible Si el canal se encuentra
disponible puede iniciarse la transmisioacuten de datos
Adicionalote la funcioacuten de administracioacuten es responsable de determinar que accioacuten
deberaacute tomarse en caso de detectarse una colisioacuten y cuando intentaraacute retransmitir
En la estacioacuten receptora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable
de realizar las comprobaciones de validacioacuten en la trama antes de pasarla a la funcioacuten de
desencapsulado
CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
La funcioacuten de codificacioacutendecodificacioacuten es realizada en la capa fiacutesica Esta funcioacuten es
responsable de obtener la forma eleacutectrica u oacuteptica de los datos que se van a transmitir en
el medio
La codificacioacuten de datos es realizada por la estacioacuten emisora Esta es responsable de
traducir los bits a sus correspondientes sentildeales eleacutectricas u oacutepticas para ser trasladadas a
traveacutes del medio Adicionalmente esta funcioacuten es responsable de escuchar el medio y
notificar al la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio si el medio se encuentra libre
ocupado o se ha detectado una colisioacuten
veremos algunas teacutecnicas para codificar datos en sentildeales digitales Recordemos que una
sentildeal digital es una secuencia de niveles de tensioacuten discretos cada uno de ellos es un
elemento de la sentildeal Las teacutecnicas de codificacioacuten convierten cada bit de datos 0 o 1 en
elementos de sentildeal buscando ciertas ventajas o caracteriacutestica de la misma
iquestQueacute es lo que buscamos cuando queremos transmitir Pues de normal que la velocidad
de transmisioacuten sea elevada y que el nuacutemero de errores pequentildeo Pero tambieacuten que el
medio que utilicemos sea barato Por desgracia todo a la vez es imposible canales con
mayor ancho de banda aumentaraacuten la velocidad de transmisioacuten y si estaacuten bien
apantallados podraacuten transmitir a grandes distancias sin apenas ruido iexclpero eso es muy
caro iquestDe queacute manera puede ayudar la forma de la sentildeal
(Un poco maacutes de
vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten
soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos
lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas
Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama
transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos
La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la
traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits
TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con
un indicador de sentildeal de comienzo de la trama
El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito
de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de
transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el
direccionamiento
El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten
Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas
El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos
emisor y receptor
El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos
El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits
10101011
Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener
una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y
destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada
El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten
dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es
conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de
multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es
conocida como direccioacuten de difusioacuten
La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten
El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a
continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los
casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)
El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud
variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes
4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)
Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red
Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits
transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un
nuacutemero negativo y una potencia de 10
Se calcula con la siguiente formula
BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS
Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por
ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3
actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER
se consigue tiacutepicamente en 10^ -12
VALORES DE BER TIPICOS
Ethernet 10BASE-5 lt10^-8
Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10
Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11
Fiber Channel SONETSDHlt10^-12
GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8
CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7
5 TOPOLOGIAS
Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los
diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos
especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden
interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental
que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los
diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La
topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el
nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc
Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea
1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y
cableado (los medios) en la red
2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del
medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y
transmisioacuten de tokens (Token Ring)
3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones
La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia
todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para
utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento
en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten
de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a
cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la
red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host
y el proceso se vuelve a repetir
Topologiacutea de la Red Ethernet
La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo
de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se
conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos
forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal
La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el
cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de
cableado
TOPOLOGIA EN BUS
La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo
segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la
combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta
estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y
no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo
de estaciones de la red se fija en 1024
Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media
pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es
completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la
red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet
pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que
transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros
10-BASE-5
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto
Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados
transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo
agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del
cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la
estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la
interfaz se comunica con la computadora
Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que
acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una
tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el
transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso
llevar un microprocesador para controlar las transferencias
Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores
BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC
conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces
utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es
maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es
de 185 metros
10-BASE-2
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador
Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca
un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el
conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los
extremos si este se conecta directamente a un repetidor
TOPOLOGIA EN ESTRELLA
El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que
cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese
segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en
estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a
un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una
para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El
cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado
El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la
expansioacuten de la red
CONECTOR RJ-45
Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de
ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los
pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En
algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo
se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador
sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs
utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red
10-BASE-T
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico
Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas
10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios
Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia
entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-
BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con
un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red
Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se
puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la
conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos
casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores
5 Trama de red
En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de
datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos
especialmente en el Nivel de enlace de datos
Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten
chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de
datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel
de red
Formato de la trama de Ethernet
Trama DIX
Ethernet
Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS
8 bytes 6 bytes6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes
2 oacute 4
bytes
Trama IEEE
8023
Preaacutembul
oSOF Destino Origen
Longitu
dDatos Relleno FCS
7 bytes1
byte6 bytes
6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes4 bytes
Preaacutembulo
Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y
estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo
es
10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010
Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester
representan una forma de onda perioacutedica
SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama
Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s
consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes
significativo del campo de direccioacuten MAC de destino
Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor
debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF
Direccioacuten de destino
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se
enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast
o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar
si debe aceptar el paquete
Direccioacuten de origen
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se
enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la
direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos
Tipo
Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el
paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos
interpreta este campo
Datos
Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de
valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este
campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de
niveles superiores
FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)
Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de
Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el
receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la
trama
Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama
- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica
- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y
realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un
byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios
- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de
datos para obtener una suma
7 componentes de Ethernet
Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio
Ethernet a mano maacutes apropiado
Hay cuatro tipos principales de medios en uso
Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5
Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en
determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)
Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04
pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)
relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta
su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o
grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero
permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias
Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2
Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar
Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas
(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en
empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a
interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso
Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)
sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero
requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino
tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se
utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos
Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T
Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla
adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes
frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco
mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo
del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su
costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con
plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin
embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias
electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado
con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps
Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-
repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las
aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o
10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las
situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una
preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes
cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica
La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de
longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que
de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre
Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que
seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se
puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten
Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la
flexibilidad de la tecnologiacutea
Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de
paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation
Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE
liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha
vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan
Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el
disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene
aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una
resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir
la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas
Figura 1
El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura
1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes
electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras
que se comunican en la red
La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un
dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un
transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del
cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre
un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada
en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro
del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se
corte y se inserte una lsquoTrsquo
Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un
transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio
del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador
anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta
madre) y se conecta con el transceptor
Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra
fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las
sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite
la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute
en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato
digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el
transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente
llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la
potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la
operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o
recibiendo
Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las
intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema
operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta
instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la
transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido
finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple
dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede
contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria
de la computadora y el cable ether)
En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de
una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e
instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura
2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante
Figura 2
Capacidad de las redes Ethernet
El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden
transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una
computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red
no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar
datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico
total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y
pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace
posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa
que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por
ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o
muchas computadoras que generan cargas ligeras
La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE
8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo
suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles
Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El
propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red
sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una
longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo
el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama
La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se
encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que
es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser
transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por
un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se
encuentran en el campo da datos
La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de
direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023
permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite
solo direcciones de 6 Bytes
El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE
8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet
Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de
los cables utilizados
10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet
10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet
10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una
velocidad de 10 Mbps
100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica
multimodo (la F es por Fiber)
100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)
1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad
de 1 gigabite por segundo
1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S
es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)
1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L
es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)
Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado
Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del
nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran
aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de
legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces
de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor
adaptacioacuten y transicioacuten
Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos
Velocidad de transmisioacuten
- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea
Tipo de cable
- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea
Longitud maacutexima
- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones
repetidoras)
Topologiacutea
- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados
con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o
switches (estrella conmutada)
A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes
importantes
Tecnologiacuteas Ethernet
Tecnologiacutea
Velocidad de
transmisioacuten Tipo de cable
Distancia
maacutexima Topologiacutea
10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)
10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m
Estrella (Hub o
Switch)
10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o
Switch)
100BaseT4 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 3UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseTX 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 5UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m
No permite el uso de
hubs
1000BaseT 1000Mbps
4 pares trenzado
(categoriacutea 5e oacute
6UTP ) 100 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseSX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(multimodo) 550 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseLX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(monomodo) 5000 m
Estrella Full Duplex
(switch)
10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los
estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad
nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet
El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y
WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en
una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023
Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten
8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN
PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se
puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103
Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas
Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c
10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre
cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo
del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica
multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)
10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand
4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un
router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance
10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre
240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra
mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm
10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra
mono-modo (usando 1310nm)
10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre
fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido
interfaces enchufables de hasta 80-km
10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625
microm
10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado
para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera
SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-
ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas
distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)
Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado
principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin
embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par
trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada
para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-
duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex
Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes
Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802
10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten
comercial
La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las
especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para
Ethernet de 100 Mbps
Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes
apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios
productos en el mercado
Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones
1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de
sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la
transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado
100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como
veremos a continuacioacuten)
Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue
utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que
puede seguir usando los mismos cables de par trenzado
2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por
otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)
y que se denominoacute 100BaseVG
Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea
3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable
consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda
3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten
denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito
4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente
sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet
utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es
lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)
VELOCIDAD
En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea
circulan a la velocidad de 10 Mbps
Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades
superiores tanto de 20 como de 100 Mbps
Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes
de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios
usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-
Windows
De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que
actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
Caracteriacutesticas de CSMACD
1 El primer paso a la hora de transmitir seraacute saber si el medio estaacute libre Para eso
escuchamos lo que dicen los demaacutes Si el medio esta tranquilo (ninguna otra estacioacuten esta
transmitiendo) se enviacutea la transmisioacuten
2 Cuando dos o maacutes estaciones tienen mensajes para enviar es posible que transmitan casi
en el mismo instante resultando en una colisioacuten en la red
3 Cuando se produce una colisioacuten todas las estaciones receptoras ignoran la transmisioacuten
confusa
4 Si un dispositivo de transmisioacuten detecta una colisioacuten enviacutea una sentildeal de expansioacuten para
notificar a todos los dispositivos conectados que ha ocurrido una colisioacutendenominada
jamming
5 Las estaciones transmisoras detienen sus transmisiones tan pronto como detectan la
colisioacuten
6 Despueacutes de una colisioacuten (Los host que intervienen en la colisioacuten invocan un algoritmo de
postergacioacuten que genera un tiempo aleatorio) las estaciones esperan un tiempo aleatorio
(tiempo de backoff) para volver a transmitir una trama
En el meacutetodo de acceso CSMACD los dispositivos de red que tienen datos para transmitir
funcionan en el modo escuchar antes de transmitir Esto significa que cuando un nodo
desea enviar datos primero debe determinar si los medios de red estaacuten ocupados o no
En redes inalaacutembricas resulta a veces complicado llevar a cabo el primer paso (escuchar al
medio para determinar si estaacute libre o no) Por este motivo surgen dos problemas que
pueden ser detectados
1 Problema del nodo oculto la estacioacuten cree que el medio estaacute libre cuando en
realidad no lo estaacute pues estaacute siendo utilizado por otro nodo al que la estacioacuten no
oye
2 Problema del nodo expuesto la estacioacuten cree que el medio estaacute ocupado
cuando en realidad lo estaacute ocupando otro nodo que no interfeririacutea en su
transmisioacuten a otro destino
Para resolver estos problemas la IEEE 80211 propone MACA (MultiAccess Collision
Avoidance ndash Evitacioacuten de Colisioacuten por Acceso Muacuteltiple)
CSMA CD Meacutetodo de acceso capacidades funcionales
El siguiente resumen muestra una referencia raacutepida de las
capacidades funcionales de CSMA CD sublayer MAC
En el marco de la transmisioacuten
aceptar los datos de la LLC sublayer y construir un marco
Presentar una serie de bits de datos a la capa fiacutesica para la
transmisioacuten en el medio
En el marco de la recepcioacuten
recibir una serie de bits de datos a partir de la capa fiacutesica
presentar a la LLC (enlace logico de control)sublayer marcos
aplazar el enviacuteo de un flujo de bits de serie cada vez que el
soporte fiacutesico estaacute ocupado
FCS adecuado antildeadir valor a los marcos de salida y verificar la
alineacioacuten completa octeto frontera
controles de los marcos de errores de transmisioacuten por medio
de FCS y verifica la alineacioacuten octeto frontera
retrasar la transmisioacuten de bits de marco para el intervalo
entre periacuteodo especificado
detener la transmisioacuten cuando se detecte colisioacuten
se garantiza la propagacioacuten en toda la red mediante el enviacuteo
de mensaje de atasco
descartar la transmisioacuten que se recibieron menos de una
longitud miacutenima
TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con
un indicador de sentildeal de comienzo de la trama
El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito
de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de
transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el
direccionamiento
El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten
Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas
El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos
emisor y receptor
El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos
Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener
una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y
destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada
El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten
dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es
conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de
multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es
Conocida como direccioacuten de difusioacuten
La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten
El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a
continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los
casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)
El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud
variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes
Un campo pad o campo de relleno es usado para asegurar que la trama alcance la
longitud miacutenima requerida Una trama debe contener miacutenimo un nuacutemero de bytes
para que las estaciones puedan detectar las colisiones con precisioacuten
Una secuencia de chequeo de trama es utilizada como mecanismo de control de
errores
Cuando el dispositivo emisor ensambla la trama realiza un caacutelculo en los bits de la
trama El algoritmo usado para realizar este caacutelculo siempre genera como salida un
valor de 4 bytes El dispositivo emisor almacena este valor en el campo de chequeo
de secuencia de la trama
Cuando el receptor recibe la trama realiza el mismo caacutelculo y compara el resultado
con el del campo de chequeo de secuencia de la trama Si los dos valores
coinciden la transmisioacuten se asume como correcta Si los dos valores son
diferentes el dispositivo de destino solicita una retransmisioacuten de la trama
ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
La funcioacuten de encapsulacioacuten y desencapsulacioacuten de datos es llevada a cabo por la subcapa
MAC Este proceso es responsable de las funciones de direccionamiento y del chequeo de
errores
ENCAPSULADO
El encapsulado es realizado por la estacioacuten emisora El encapsulado es el acto de agregar
informacioacuten direcciones y bytes para el control de errores al comienzo y al final de la
unidad de datos transmitidos Esto es realizado luego que los datos son recibidos por la
Subcapa de control de enlace loacutegico (LLC) La informacioacuten antildeadida es necesaria para
realizar las siguientes tareas
Sincronizar la estacioacuten receptora con la sentildeal
Indicar el comienzo y el fin de la trama
Identificar las direcciones tanto de la estacioacuten emisora como la receptora
Detectar errores en la transmisioacuten
Ejemplo ENCAPSULADO DE DATOS EN EL MODELO DE REFERENCIA OSI
Lo que sigue es una descripcioacuten del proceso de encapsulado de datos en una pila de
protocolo en nuestro caso TCPIP
Las capas del modelo osi se comunican entre siacute utilizando las PDU (protocol data unit) que
especifican que informacioacuten debe agregarse como encabezado o final de los datos que
ingresan a la capa Analizamos el paso de los datos por las 4 uacuteltimas capas del modelo
( transporte red enlace de datos fiacutesica)
Cuando los datos bajan de la capa sesioacuten la PDU de la capa de transporte exige el
agregado del encabezado de protocolo TCP La capa siguiente agrega el encabezado IP Al
bajar a la capa de Enlace el encabezado que se agrega depende de la implementacioacuten de
Ethernet que se esteacute utilizando Si la implementacioacuten es ETHERNET II se agrega solamente
un encabezado MAC si la implementacioacuten es IEEE 8023 8022 se agregan 2
encabezados LLC de la subcapa superior (Logical Link Control) y MAC (Media Access
Control) de la subcapa inferior para luego pasar a la capa Fiacutesica convertido en sentildeales
eleacutectricas
DESENCAPSULADO
El desencapsulado es realizado por la estacioacuten receptora Cuando es recibida una trama la
estacioacuten receptora es responsable de realizar las siguientes tareas
Reconocer la direccioacuten de destino y determinar si coincide con su propia direccioacuten
Realizar la verificacioacuten de errores
Remover la informacioacuten de control que fue antildeadida por la funcioacuten de encapsulado
de datos en la estacioacuten emisora
ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
La funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es realizada por la subcapa MAC
En la estacioacuten emisora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable de
determinar si el canal de comunicacioacuten se encuentra disponible Si el canal se encuentra
disponible puede iniciarse la transmisioacuten de datos
Adicionalote la funcioacuten de administracioacuten es responsable de determinar que accioacuten
deberaacute tomarse en caso de detectarse una colisioacuten y cuando intentaraacute retransmitir
En la estacioacuten receptora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable
de realizar las comprobaciones de validacioacuten en la trama antes de pasarla a la funcioacuten de
desencapsulado
CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
La funcioacuten de codificacioacutendecodificacioacuten es realizada en la capa fiacutesica Esta funcioacuten es
responsable de obtener la forma eleacutectrica u oacuteptica de los datos que se van a transmitir en
el medio
La codificacioacuten de datos es realizada por la estacioacuten emisora Esta es responsable de
traducir los bits a sus correspondientes sentildeales eleacutectricas u oacutepticas para ser trasladadas a
traveacutes del medio Adicionalmente esta funcioacuten es responsable de escuchar el medio y
notificar al la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio si el medio se encuentra libre
ocupado o se ha detectado una colisioacuten
veremos algunas teacutecnicas para codificar datos en sentildeales digitales Recordemos que una
sentildeal digital es una secuencia de niveles de tensioacuten discretos cada uno de ellos es un
elemento de la sentildeal Las teacutecnicas de codificacioacuten convierten cada bit de datos 0 o 1 en
elementos de sentildeal buscando ciertas ventajas o caracteriacutestica de la misma
iquestQueacute es lo que buscamos cuando queremos transmitir Pues de normal que la velocidad
de transmisioacuten sea elevada y que el nuacutemero de errores pequentildeo Pero tambieacuten que el
medio que utilicemos sea barato Por desgracia todo a la vez es imposible canales con
mayor ancho de banda aumentaraacuten la velocidad de transmisioacuten y si estaacuten bien
apantallados podraacuten transmitir a grandes distancias sin apenas ruido iexclpero eso es muy
caro iquestDe queacute manera puede ayudar la forma de la sentildeal
(Un poco maacutes de
vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten
soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos
lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas
Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama
transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos
La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la
traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits
TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con
un indicador de sentildeal de comienzo de la trama
El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito
de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de
transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el
direccionamiento
El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten
Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas
El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos
emisor y receptor
El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos
El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits
10101011
Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener
una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y
destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada
El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten
dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es
conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de
multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es
conocida como direccioacuten de difusioacuten
La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten
El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a
continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los
casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)
El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud
variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes
4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)
Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red
Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits
transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un
nuacutemero negativo y una potencia de 10
Se calcula con la siguiente formula
BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS
Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por
ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3
actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER
se consigue tiacutepicamente en 10^ -12
VALORES DE BER TIPICOS
Ethernet 10BASE-5 lt10^-8
Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10
Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11
Fiber Channel SONETSDHlt10^-12
GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8
CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7
5 TOPOLOGIAS
Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los
diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos
especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden
interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental
que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los
diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La
topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el
nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc
Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea
1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y
cableado (los medios) en la red
2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del
medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y
transmisioacuten de tokens (Token Ring)
3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones
La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia
todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para
utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento
en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten
de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a
cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la
red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host
y el proceso se vuelve a repetir
Topologiacutea de la Red Ethernet
La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo
de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se
conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos
forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal
La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el
cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de
cableado
TOPOLOGIA EN BUS
La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo
segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la
combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta
estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y
no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo
de estaciones de la red se fija en 1024
Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media
pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es
completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la
red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet
pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que
transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros
10-BASE-5
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto
Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados
transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo
agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del
cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la
estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la
interfaz se comunica con la computadora
Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que
acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una
tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el
transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso
llevar un microprocesador para controlar las transferencias
Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores
BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC
conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces
utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es
maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es
de 185 metros
10-BASE-2
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador
Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca
un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el
conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los
extremos si este se conecta directamente a un repetidor
TOPOLOGIA EN ESTRELLA
El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que
cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese
segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en
estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a
un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una
para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El
cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado
El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la
expansioacuten de la red
CONECTOR RJ-45
Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de
ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los
pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En
algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo
se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador
sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs
utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red
10-BASE-T
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico
Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas
10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios
Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia
entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-
BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con
un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red
Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se
puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la
conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos
casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores
5 Trama de red
En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de
datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos
especialmente en el Nivel de enlace de datos
Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten
chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de
datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel
de red
Formato de la trama de Ethernet
Trama DIX
Ethernet
Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS
8 bytes 6 bytes6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes
2 oacute 4
bytes
Trama IEEE
8023
Preaacutembul
oSOF Destino Origen
Longitu
dDatos Relleno FCS
7 bytes1
byte6 bytes
6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes4 bytes
Preaacutembulo
Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y
estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo
es
10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010
Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester
representan una forma de onda perioacutedica
SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama
Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s
consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes
significativo del campo de direccioacuten MAC de destino
Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor
debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF
Direccioacuten de destino
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se
enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast
o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar
si debe aceptar el paquete
Direccioacuten de origen
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se
enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la
direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos
Tipo
Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el
paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos
interpreta este campo
Datos
Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de
valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este
campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de
niveles superiores
FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)
Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de
Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el
receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la
trama
Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama
- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica
- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y
realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un
byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios
- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de
datos para obtener una suma
7 componentes de Ethernet
Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio
Ethernet a mano maacutes apropiado
Hay cuatro tipos principales de medios en uso
Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5
Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en
determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)
Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04
pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)
relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta
su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o
grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero
permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias
Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2
Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar
Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas
(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en
empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a
interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso
Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)
sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero
requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino
tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se
utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos
Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T
Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla
adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes
frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco
mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo
del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su
costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con
plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin
embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias
electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado
con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps
Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-
repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las
aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o
10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las
situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una
preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes
cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica
La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de
longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que
de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre
Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que
seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se
puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten
Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la
flexibilidad de la tecnologiacutea
Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de
paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation
Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE
liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha
vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan
Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el
disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene
aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una
resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir
la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas
Figura 1
El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura
1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes
electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras
que se comunican en la red
La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un
dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un
transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del
cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre
un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada
en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro
del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se
corte y se inserte una lsquoTrsquo
Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un
transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio
del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador
anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta
madre) y se conecta con el transceptor
Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra
fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las
sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite
la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute
en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato
digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el
transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente
llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la
potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la
operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o
recibiendo
Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las
intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema
operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta
instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la
transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido
finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple
dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede
contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria
de la computadora y el cable ether)
En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de
una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e
instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura
2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante
Figura 2
Capacidad de las redes Ethernet
El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden
transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una
computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red
no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar
datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico
total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y
pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace
posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa
que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por
ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o
muchas computadoras que generan cargas ligeras
La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE
8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo
suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles
Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El
propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red
sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una
longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo
el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama
La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se
encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que
es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser
transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por
un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se
encuentran en el campo da datos
La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de
direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023
permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite
solo direcciones de 6 Bytes
El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE
8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet
Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de
los cables utilizados
10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet
10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet
10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una
velocidad de 10 Mbps
100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica
multimodo (la F es por Fiber)
100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)
1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad
de 1 gigabite por segundo
1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S
es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)
1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L
es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)
Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado
Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del
nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran
aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de
legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces
de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor
adaptacioacuten y transicioacuten
Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos
Velocidad de transmisioacuten
- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea
Tipo de cable
- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea
Longitud maacutexima
- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones
repetidoras)
Topologiacutea
- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados
con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o
switches (estrella conmutada)
A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes
importantes
Tecnologiacuteas Ethernet
Tecnologiacutea
Velocidad de
transmisioacuten Tipo de cable
Distancia
maacutexima Topologiacutea
10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)
10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m
Estrella (Hub o
Switch)
10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o
Switch)
100BaseT4 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 3UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseTX 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 5UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m
No permite el uso de
hubs
1000BaseT 1000Mbps
4 pares trenzado
(categoriacutea 5e oacute
6UTP ) 100 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseSX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(multimodo) 550 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseLX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(monomodo) 5000 m
Estrella Full Duplex
(switch)
10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los
estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad
nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet
El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y
WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en
una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023
Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten
8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN
PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se
puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103
Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas
Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c
10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre
cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo
del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica
multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)
10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand
4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un
router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance
10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre
240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra
mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm
10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra
mono-modo (usando 1310nm)
10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre
fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido
interfaces enchufables de hasta 80-km
10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625
microm
10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado
para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera
SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-
ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas
distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)
Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado
principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin
embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par
trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada
para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-
duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex
Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes
Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802
10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten
comercial
La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las
especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para
Ethernet de 100 Mbps
Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes
apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios
productos en el mercado
Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones
1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de
sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la
transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado
100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como
veremos a continuacioacuten)
Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue
utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que
puede seguir usando los mismos cables de par trenzado
2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por
otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)
y que se denominoacute 100BaseVG
Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea
3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable
consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda
3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten
denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito
4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente
sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet
utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es
lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)
VELOCIDAD
En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea
circulan a la velocidad de 10 Mbps
Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades
superiores tanto de 20 como de 100 Mbps
Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes
de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios
usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-
Windows
De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que
actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
2 Problema del nodo expuesto la estacioacuten cree que el medio estaacute ocupado
cuando en realidad lo estaacute ocupando otro nodo que no interfeririacutea en su
transmisioacuten a otro destino
Para resolver estos problemas la IEEE 80211 propone MACA (MultiAccess Collision
Avoidance ndash Evitacioacuten de Colisioacuten por Acceso Muacuteltiple)
CSMA CD Meacutetodo de acceso capacidades funcionales
El siguiente resumen muestra una referencia raacutepida de las
capacidades funcionales de CSMA CD sublayer MAC
En el marco de la transmisioacuten
aceptar los datos de la LLC sublayer y construir un marco
Presentar una serie de bits de datos a la capa fiacutesica para la
transmisioacuten en el medio
En el marco de la recepcioacuten
recibir una serie de bits de datos a partir de la capa fiacutesica
presentar a la LLC (enlace logico de control)sublayer marcos
aplazar el enviacuteo de un flujo de bits de serie cada vez que el
soporte fiacutesico estaacute ocupado
FCS adecuado antildeadir valor a los marcos de salida y verificar la
alineacioacuten completa octeto frontera
controles de los marcos de errores de transmisioacuten por medio
de FCS y verifica la alineacioacuten octeto frontera
retrasar la transmisioacuten de bits de marco para el intervalo
entre periacuteodo especificado
detener la transmisioacuten cuando se detecte colisioacuten
se garantiza la propagacioacuten en toda la red mediante el enviacuteo
de mensaje de atasco
descartar la transmisioacuten que se recibieron menos de una
longitud miacutenima
TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con
un indicador de sentildeal de comienzo de la trama
El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito
de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de
transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el
direccionamiento
El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten
Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas
El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos
emisor y receptor
El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos
Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener
una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y
destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada
El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten
dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es
conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de
multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es
Conocida como direccioacuten de difusioacuten
La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten
El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a
continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los
casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)
El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud
variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes
Un campo pad o campo de relleno es usado para asegurar que la trama alcance la
longitud miacutenima requerida Una trama debe contener miacutenimo un nuacutemero de bytes
para que las estaciones puedan detectar las colisiones con precisioacuten
Una secuencia de chequeo de trama es utilizada como mecanismo de control de
errores
Cuando el dispositivo emisor ensambla la trama realiza un caacutelculo en los bits de la
trama El algoritmo usado para realizar este caacutelculo siempre genera como salida un
valor de 4 bytes El dispositivo emisor almacena este valor en el campo de chequeo
de secuencia de la trama
Cuando el receptor recibe la trama realiza el mismo caacutelculo y compara el resultado
con el del campo de chequeo de secuencia de la trama Si los dos valores
coinciden la transmisioacuten se asume como correcta Si los dos valores son
diferentes el dispositivo de destino solicita una retransmisioacuten de la trama
ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
La funcioacuten de encapsulacioacuten y desencapsulacioacuten de datos es llevada a cabo por la subcapa
MAC Este proceso es responsable de las funciones de direccionamiento y del chequeo de
errores
ENCAPSULADO
El encapsulado es realizado por la estacioacuten emisora El encapsulado es el acto de agregar
informacioacuten direcciones y bytes para el control de errores al comienzo y al final de la
unidad de datos transmitidos Esto es realizado luego que los datos son recibidos por la
Subcapa de control de enlace loacutegico (LLC) La informacioacuten antildeadida es necesaria para
realizar las siguientes tareas
Sincronizar la estacioacuten receptora con la sentildeal
Indicar el comienzo y el fin de la trama
Identificar las direcciones tanto de la estacioacuten emisora como la receptora
Detectar errores en la transmisioacuten
Ejemplo ENCAPSULADO DE DATOS EN EL MODELO DE REFERENCIA OSI
Lo que sigue es una descripcioacuten del proceso de encapsulado de datos en una pila de
protocolo en nuestro caso TCPIP
Las capas del modelo osi se comunican entre siacute utilizando las PDU (protocol data unit) que
especifican que informacioacuten debe agregarse como encabezado o final de los datos que
ingresan a la capa Analizamos el paso de los datos por las 4 uacuteltimas capas del modelo
( transporte red enlace de datos fiacutesica)
Cuando los datos bajan de la capa sesioacuten la PDU de la capa de transporte exige el
agregado del encabezado de protocolo TCP La capa siguiente agrega el encabezado IP Al
bajar a la capa de Enlace el encabezado que se agrega depende de la implementacioacuten de
Ethernet que se esteacute utilizando Si la implementacioacuten es ETHERNET II se agrega solamente
un encabezado MAC si la implementacioacuten es IEEE 8023 8022 se agregan 2
encabezados LLC de la subcapa superior (Logical Link Control) y MAC (Media Access
Control) de la subcapa inferior para luego pasar a la capa Fiacutesica convertido en sentildeales
eleacutectricas
DESENCAPSULADO
El desencapsulado es realizado por la estacioacuten receptora Cuando es recibida una trama la
estacioacuten receptora es responsable de realizar las siguientes tareas
Reconocer la direccioacuten de destino y determinar si coincide con su propia direccioacuten
Realizar la verificacioacuten de errores
Remover la informacioacuten de control que fue antildeadida por la funcioacuten de encapsulado
de datos en la estacioacuten emisora
ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
La funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es realizada por la subcapa MAC
En la estacioacuten emisora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable de
determinar si el canal de comunicacioacuten se encuentra disponible Si el canal se encuentra
disponible puede iniciarse la transmisioacuten de datos
Adicionalote la funcioacuten de administracioacuten es responsable de determinar que accioacuten
deberaacute tomarse en caso de detectarse una colisioacuten y cuando intentaraacute retransmitir
En la estacioacuten receptora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable
de realizar las comprobaciones de validacioacuten en la trama antes de pasarla a la funcioacuten de
desencapsulado
CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
La funcioacuten de codificacioacutendecodificacioacuten es realizada en la capa fiacutesica Esta funcioacuten es
responsable de obtener la forma eleacutectrica u oacuteptica de los datos que se van a transmitir en
el medio
La codificacioacuten de datos es realizada por la estacioacuten emisora Esta es responsable de
traducir los bits a sus correspondientes sentildeales eleacutectricas u oacutepticas para ser trasladadas a
traveacutes del medio Adicionalmente esta funcioacuten es responsable de escuchar el medio y
notificar al la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio si el medio se encuentra libre
ocupado o se ha detectado una colisioacuten
veremos algunas teacutecnicas para codificar datos en sentildeales digitales Recordemos que una
sentildeal digital es una secuencia de niveles de tensioacuten discretos cada uno de ellos es un
elemento de la sentildeal Las teacutecnicas de codificacioacuten convierten cada bit de datos 0 o 1 en
elementos de sentildeal buscando ciertas ventajas o caracteriacutestica de la misma
iquestQueacute es lo que buscamos cuando queremos transmitir Pues de normal que la velocidad
de transmisioacuten sea elevada y que el nuacutemero de errores pequentildeo Pero tambieacuten que el
medio que utilicemos sea barato Por desgracia todo a la vez es imposible canales con
mayor ancho de banda aumentaraacuten la velocidad de transmisioacuten y si estaacuten bien
apantallados podraacuten transmitir a grandes distancias sin apenas ruido iexclpero eso es muy
caro iquestDe queacute manera puede ayudar la forma de la sentildeal
(Un poco maacutes de
vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten
soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos
lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas
Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama
transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos
La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la
traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits
TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con
un indicador de sentildeal de comienzo de la trama
El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito
de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de
transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el
direccionamiento
El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten
Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas
El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos
emisor y receptor
El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos
El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits
10101011
Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener
una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y
destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada
El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten
dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es
conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de
multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es
conocida como direccioacuten de difusioacuten
La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten
El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a
continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los
casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)
El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud
variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes
4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)
Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red
Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits
transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un
nuacutemero negativo y una potencia de 10
Se calcula con la siguiente formula
BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS
Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por
ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3
actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER
se consigue tiacutepicamente en 10^ -12
VALORES DE BER TIPICOS
Ethernet 10BASE-5 lt10^-8
Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10
Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11
Fiber Channel SONETSDHlt10^-12
GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8
CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7
5 TOPOLOGIAS
Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los
diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos
especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden
interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental
que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los
diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La
topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el
nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc
Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea
1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y
cableado (los medios) en la red
2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del
medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y
transmisioacuten de tokens (Token Ring)
3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones
La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia
todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para
utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento
en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten
de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a
cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la
red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host
y el proceso se vuelve a repetir
Topologiacutea de la Red Ethernet
La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo
de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se
conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos
forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal
La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el
cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de
cableado
TOPOLOGIA EN BUS
La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo
segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la
combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta
estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y
no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo
de estaciones de la red se fija en 1024
Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media
pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es
completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la
red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet
pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que
transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros
10-BASE-5
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto
Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados
transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo
agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del
cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la
estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la
interfaz se comunica con la computadora
Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que
acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una
tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el
transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso
llevar un microprocesador para controlar las transferencias
Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores
BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC
conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces
utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es
maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es
de 185 metros
10-BASE-2
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador
Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca
un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el
conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los
extremos si este se conecta directamente a un repetidor
TOPOLOGIA EN ESTRELLA
El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que
cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese
segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en
estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a
un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una
para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El
cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado
El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la
expansioacuten de la red
CONECTOR RJ-45
Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de
ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los
pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En
algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo
se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador
sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs
utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red
10-BASE-T
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico
Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas
10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios
Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia
entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-
BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con
un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red
Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se
puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la
conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos
casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores
5 Trama de red
En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de
datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos
especialmente en el Nivel de enlace de datos
Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten
chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de
datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel
de red
Formato de la trama de Ethernet
Trama DIX
Ethernet
Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS
8 bytes 6 bytes6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes
2 oacute 4
bytes
Trama IEEE
8023
Preaacutembul
oSOF Destino Origen
Longitu
dDatos Relleno FCS
7 bytes1
byte6 bytes
6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes4 bytes
Preaacutembulo
Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y
estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo
es
10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010
Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester
representan una forma de onda perioacutedica
SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama
Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s
consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes
significativo del campo de direccioacuten MAC de destino
Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor
debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF
Direccioacuten de destino
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se
enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast
o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar
si debe aceptar el paquete
Direccioacuten de origen
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se
enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la
direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos
Tipo
Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el
paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos
interpreta este campo
Datos
Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de
valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este
campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de
niveles superiores
FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)
Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de
Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el
receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la
trama
Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama
- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica
- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y
realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un
byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios
- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de
datos para obtener una suma
7 componentes de Ethernet
Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio
Ethernet a mano maacutes apropiado
Hay cuatro tipos principales de medios en uso
Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5
Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en
determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)
Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04
pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)
relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta
su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o
grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero
permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias
Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2
Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar
Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas
(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en
empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a
interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso
Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)
sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero
requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino
tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se
utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos
Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T
Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla
adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes
frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco
mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo
del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su
costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con
plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin
embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias
electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado
con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps
Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-
repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las
aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o
10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las
situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una
preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes
cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica
La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de
longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que
de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre
Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que
seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se
puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten
Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la
flexibilidad de la tecnologiacutea
Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de
paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation
Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE
liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha
vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan
Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el
disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene
aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una
resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir
la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas
Figura 1
El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura
1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes
electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras
que se comunican en la red
La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un
dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un
transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del
cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre
un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada
en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro
del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se
corte y se inserte una lsquoTrsquo
Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un
transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio
del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador
anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta
madre) y se conecta con el transceptor
Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra
fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las
sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite
la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute
en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato
digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el
transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente
llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la
potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la
operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o
recibiendo
Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las
intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema
operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta
instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la
transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido
finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple
dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede
contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria
de la computadora y el cable ether)
En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de
una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e
instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura
2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante
Figura 2
Capacidad de las redes Ethernet
El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden
transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una
computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red
no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar
datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico
total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y
pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace
posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa
que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por
ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o
muchas computadoras que generan cargas ligeras
La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE
8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo
suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles
Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El
propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red
sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una
longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo
el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama
La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se
encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que
es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser
transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por
un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se
encuentran en el campo da datos
La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de
direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023
permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite
solo direcciones de 6 Bytes
El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE
8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet
Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de
los cables utilizados
10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet
10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet
10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una
velocidad de 10 Mbps
100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica
multimodo (la F es por Fiber)
100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)
1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad
de 1 gigabite por segundo
1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S
es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)
1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L
es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)
Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado
Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del
nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran
aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de
legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces
de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor
adaptacioacuten y transicioacuten
Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos
Velocidad de transmisioacuten
- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea
Tipo de cable
- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea
Longitud maacutexima
- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones
repetidoras)
Topologiacutea
- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados
con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o
switches (estrella conmutada)
A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes
importantes
Tecnologiacuteas Ethernet
Tecnologiacutea
Velocidad de
transmisioacuten Tipo de cable
Distancia
maacutexima Topologiacutea
10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)
10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m
Estrella (Hub o
Switch)
10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o
Switch)
100BaseT4 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 3UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseTX 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 5UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m
No permite el uso de
hubs
1000BaseT 1000Mbps
4 pares trenzado
(categoriacutea 5e oacute
6UTP ) 100 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseSX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(multimodo) 550 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseLX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(monomodo) 5000 m
Estrella Full Duplex
(switch)
10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los
estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad
nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet
El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y
WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en
una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023
Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten
8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN
PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se
puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103
Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas
Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c
10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre
cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo
del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica
multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)
10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand
4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un
router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance
10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre
240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra
mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm
10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra
mono-modo (usando 1310nm)
10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre
fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido
interfaces enchufables de hasta 80-km
10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625
microm
10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado
para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera
SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-
ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas
distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)
Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado
principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin
embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par
trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada
para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-
duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex
Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes
Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802
10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten
comercial
La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las
especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para
Ethernet de 100 Mbps
Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes
apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios
productos en el mercado
Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones
1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de
sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la
transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado
100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como
veremos a continuacioacuten)
Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue
utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que
puede seguir usando los mismos cables de par trenzado
2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por
otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)
y que se denominoacute 100BaseVG
Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea
3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable
consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda
3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten
denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito
4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente
sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet
utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es
lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)
VELOCIDAD
En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea
circulan a la velocidad de 10 Mbps
Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades
superiores tanto de 20 como de 100 Mbps
Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes
de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios
usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-
Windows
De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que
actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
se garantiza la propagacioacuten en toda la red mediante el enviacuteo
de mensaje de atasco
descartar la transmisioacuten que se recibieron menos de una
longitud miacutenima
TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con
un indicador de sentildeal de comienzo de la trama
El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito
de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de
transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el
direccionamiento
El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten
Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas
El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos
emisor y receptor
El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos
Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener
una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y
destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada
El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten
dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es
conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de
multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es
Conocida como direccioacuten de difusioacuten
La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten
El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a
continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los
casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)
El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud
variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes
Un campo pad o campo de relleno es usado para asegurar que la trama alcance la
longitud miacutenima requerida Una trama debe contener miacutenimo un nuacutemero de bytes
para que las estaciones puedan detectar las colisiones con precisioacuten
Una secuencia de chequeo de trama es utilizada como mecanismo de control de
errores
Cuando el dispositivo emisor ensambla la trama realiza un caacutelculo en los bits de la
trama El algoritmo usado para realizar este caacutelculo siempre genera como salida un
valor de 4 bytes El dispositivo emisor almacena este valor en el campo de chequeo
de secuencia de la trama
Cuando el receptor recibe la trama realiza el mismo caacutelculo y compara el resultado
con el del campo de chequeo de secuencia de la trama Si los dos valores
coinciden la transmisioacuten se asume como correcta Si los dos valores son
diferentes el dispositivo de destino solicita una retransmisioacuten de la trama
ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
La funcioacuten de encapsulacioacuten y desencapsulacioacuten de datos es llevada a cabo por la subcapa
MAC Este proceso es responsable de las funciones de direccionamiento y del chequeo de
errores
ENCAPSULADO
El encapsulado es realizado por la estacioacuten emisora El encapsulado es el acto de agregar
informacioacuten direcciones y bytes para el control de errores al comienzo y al final de la
unidad de datos transmitidos Esto es realizado luego que los datos son recibidos por la
Subcapa de control de enlace loacutegico (LLC) La informacioacuten antildeadida es necesaria para
realizar las siguientes tareas
Sincronizar la estacioacuten receptora con la sentildeal
Indicar el comienzo y el fin de la trama
Identificar las direcciones tanto de la estacioacuten emisora como la receptora
Detectar errores en la transmisioacuten
Ejemplo ENCAPSULADO DE DATOS EN EL MODELO DE REFERENCIA OSI
Lo que sigue es una descripcioacuten del proceso de encapsulado de datos en una pila de
protocolo en nuestro caso TCPIP
Las capas del modelo osi se comunican entre siacute utilizando las PDU (protocol data unit) que
especifican que informacioacuten debe agregarse como encabezado o final de los datos que
ingresan a la capa Analizamos el paso de los datos por las 4 uacuteltimas capas del modelo
( transporte red enlace de datos fiacutesica)
Cuando los datos bajan de la capa sesioacuten la PDU de la capa de transporte exige el
agregado del encabezado de protocolo TCP La capa siguiente agrega el encabezado IP Al
bajar a la capa de Enlace el encabezado que se agrega depende de la implementacioacuten de
Ethernet que se esteacute utilizando Si la implementacioacuten es ETHERNET II se agrega solamente
un encabezado MAC si la implementacioacuten es IEEE 8023 8022 se agregan 2
encabezados LLC de la subcapa superior (Logical Link Control) y MAC (Media Access
Control) de la subcapa inferior para luego pasar a la capa Fiacutesica convertido en sentildeales
eleacutectricas
DESENCAPSULADO
El desencapsulado es realizado por la estacioacuten receptora Cuando es recibida una trama la
estacioacuten receptora es responsable de realizar las siguientes tareas
Reconocer la direccioacuten de destino y determinar si coincide con su propia direccioacuten
Realizar la verificacioacuten de errores
Remover la informacioacuten de control que fue antildeadida por la funcioacuten de encapsulado
de datos en la estacioacuten emisora
ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
La funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es realizada por la subcapa MAC
En la estacioacuten emisora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable de
determinar si el canal de comunicacioacuten se encuentra disponible Si el canal se encuentra
disponible puede iniciarse la transmisioacuten de datos
Adicionalote la funcioacuten de administracioacuten es responsable de determinar que accioacuten
deberaacute tomarse en caso de detectarse una colisioacuten y cuando intentaraacute retransmitir
En la estacioacuten receptora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable
de realizar las comprobaciones de validacioacuten en la trama antes de pasarla a la funcioacuten de
desencapsulado
CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
La funcioacuten de codificacioacutendecodificacioacuten es realizada en la capa fiacutesica Esta funcioacuten es
responsable de obtener la forma eleacutectrica u oacuteptica de los datos que se van a transmitir en
el medio
La codificacioacuten de datos es realizada por la estacioacuten emisora Esta es responsable de
traducir los bits a sus correspondientes sentildeales eleacutectricas u oacutepticas para ser trasladadas a
traveacutes del medio Adicionalmente esta funcioacuten es responsable de escuchar el medio y
notificar al la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio si el medio se encuentra libre
ocupado o se ha detectado una colisioacuten
veremos algunas teacutecnicas para codificar datos en sentildeales digitales Recordemos que una
sentildeal digital es una secuencia de niveles de tensioacuten discretos cada uno de ellos es un
elemento de la sentildeal Las teacutecnicas de codificacioacuten convierten cada bit de datos 0 o 1 en
elementos de sentildeal buscando ciertas ventajas o caracteriacutestica de la misma
iquestQueacute es lo que buscamos cuando queremos transmitir Pues de normal que la velocidad
de transmisioacuten sea elevada y que el nuacutemero de errores pequentildeo Pero tambieacuten que el
medio que utilicemos sea barato Por desgracia todo a la vez es imposible canales con
mayor ancho de banda aumentaraacuten la velocidad de transmisioacuten y si estaacuten bien
apantallados podraacuten transmitir a grandes distancias sin apenas ruido iexclpero eso es muy
caro iquestDe queacute manera puede ayudar la forma de la sentildeal
(Un poco maacutes de
vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten
soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos
lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas
Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama
transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos
La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la
traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits
TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con
un indicador de sentildeal de comienzo de la trama
El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito
de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de
transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el
direccionamiento
El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten
Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas
El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos
emisor y receptor
El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos
El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits
10101011
Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener
una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y
destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada
El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten
dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es
conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de
multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es
conocida como direccioacuten de difusioacuten
La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten
El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a
continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los
casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)
El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud
variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes
4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)
Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red
Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits
transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un
nuacutemero negativo y una potencia de 10
Se calcula con la siguiente formula
BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS
Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por
ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3
actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER
se consigue tiacutepicamente en 10^ -12
VALORES DE BER TIPICOS
Ethernet 10BASE-5 lt10^-8
Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10
Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11
Fiber Channel SONETSDHlt10^-12
GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8
CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7
5 TOPOLOGIAS
Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los
diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos
especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden
interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental
que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los
diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La
topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el
nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc
Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea
1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y
cableado (los medios) en la red
2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del
medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y
transmisioacuten de tokens (Token Ring)
3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones
La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia
todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para
utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento
en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten
de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a
cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la
red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host
y el proceso se vuelve a repetir
Topologiacutea de la Red Ethernet
La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo
de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se
conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos
forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal
La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el
cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de
cableado
TOPOLOGIA EN BUS
La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo
segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la
combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta
estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y
no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo
de estaciones de la red se fija en 1024
Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media
pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es
completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la
red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet
pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que
transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros
10-BASE-5
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto
Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados
transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo
agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del
cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la
estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la
interfaz se comunica con la computadora
Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que
acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una
tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el
transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso
llevar un microprocesador para controlar las transferencias
Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores
BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC
conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces
utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es
maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es
de 185 metros
10-BASE-2
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador
Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca
un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el
conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los
extremos si este se conecta directamente a un repetidor
TOPOLOGIA EN ESTRELLA
El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que
cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese
segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en
estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a
un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una
para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El
cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado
El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la
expansioacuten de la red
CONECTOR RJ-45
Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de
ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los
pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En
algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo
se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador
sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs
utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red
10-BASE-T
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico
Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas
10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios
Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia
entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-
BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con
un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red
Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se
puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la
conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos
casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores
5 Trama de red
En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de
datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos
especialmente en el Nivel de enlace de datos
Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten
chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de
datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel
de red
Formato de la trama de Ethernet
Trama DIX
Ethernet
Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS
8 bytes 6 bytes6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes
2 oacute 4
bytes
Trama IEEE
8023
Preaacutembul
oSOF Destino Origen
Longitu
dDatos Relleno FCS
7 bytes1
byte6 bytes
6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes4 bytes
Preaacutembulo
Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y
estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo
es
10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010
Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester
representan una forma de onda perioacutedica
SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama
Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s
consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes
significativo del campo de direccioacuten MAC de destino
Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor
debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF
Direccioacuten de destino
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se
enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast
o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar
si debe aceptar el paquete
Direccioacuten de origen
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se
enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la
direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos
Tipo
Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el
paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos
interpreta este campo
Datos
Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de
valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este
campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de
niveles superiores
FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)
Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de
Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el
receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la
trama
Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama
- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica
- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y
realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un
byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios
- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de
datos para obtener una suma
7 componentes de Ethernet
Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio
Ethernet a mano maacutes apropiado
Hay cuatro tipos principales de medios en uso
Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5
Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en
determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)
Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04
pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)
relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta
su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o
grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero
permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias
Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2
Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar
Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas
(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en
empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a
interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso
Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)
sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero
requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino
tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se
utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos
Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T
Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla
adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes
frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco
mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo
del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su
costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con
plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin
embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias
electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado
con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps
Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-
repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las
aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o
10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las
situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una
preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes
cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica
La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de
longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que
de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre
Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que
seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se
puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten
Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la
flexibilidad de la tecnologiacutea
Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de
paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation
Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE
liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha
vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan
Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el
disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene
aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una
resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir
la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas
Figura 1
El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura
1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes
electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras
que se comunican en la red
La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un
dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un
transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del
cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre
un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada
en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro
del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se
corte y se inserte una lsquoTrsquo
Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un
transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio
del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador
anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta
madre) y se conecta con el transceptor
Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra
fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las
sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite
la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute
en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato
digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el
transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente
llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la
potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la
operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o
recibiendo
Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las
intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema
operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta
instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la
transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido
finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple
dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede
contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria
de la computadora y el cable ether)
En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de
una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e
instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura
2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante
Figura 2
Capacidad de las redes Ethernet
El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden
transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una
computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red
no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar
datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico
total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y
pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace
posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa
que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por
ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o
muchas computadoras que generan cargas ligeras
La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE
8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo
suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles
Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El
propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red
sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una
longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo
el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama
La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se
encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que
es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser
transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por
un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se
encuentran en el campo da datos
La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de
direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023
permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite
solo direcciones de 6 Bytes
El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE
8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet
Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de
los cables utilizados
10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet
10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet
10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una
velocidad de 10 Mbps
100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica
multimodo (la F es por Fiber)
100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)
1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad
de 1 gigabite por segundo
1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S
es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)
1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L
es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)
Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado
Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del
nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran
aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de
legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces
de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor
adaptacioacuten y transicioacuten
Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos
Velocidad de transmisioacuten
- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea
Tipo de cable
- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea
Longitud maacutexima
- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones
repetidoras)
Topologiacutea
- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados
con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o
switches (estrella conmutada)
A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes
importantes
Tecnologiacuteas Ethernet
Tecnologiacutea
Velocidad de
transmisioacuten Tipo de cable
Distancia
maacutexima Topologiacutea
10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)
10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m
Estrella (Hub o
Switch)
10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o
Switch)
100BaseT4 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 3UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseTX 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 5UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m
No permite el uso de
hubs
1000BaseT 1000Mbps
4 pares trenzado
(categoriacutea 5e oacute
6UTP ) 100 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseSX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(multimodo) 550 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseLX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(monomodo) 5000 m
Estrella Full Duplex
(switch)
10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los
estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad
nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet
El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y
WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en
una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023
Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten
8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN
PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se
puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103
Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas
Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c
10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre
cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo
del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica
multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)
10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand
4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un
router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance
10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre
240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra
mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm
10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra
mono-modo (usando 1310nm)
10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre
fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido
interfaces enchufables de hasta 80-km
10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625
microm
10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado
para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera
SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-
ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas
distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)
Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado
principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin
embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par
trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada
para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-
duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex
Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes
Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802
10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten
comercial
La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las
especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para
Ethernet de 100 Mbps
Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes
apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios
productos en el mercado
Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones
1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de
sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la
transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado
100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como
veremos a continuacioacuten)
Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue
utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que
puede seguir usando los mismos cables de par trenzado
2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por
otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)
y que se denominoacute 100BaseVG
Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea
3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable
consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda
3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten
denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito
4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente
sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet
utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es
lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)
VELOCIDAD
En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea
circulan a la velocidad de 10 Mbps
Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades
superiores tanto de 20 como de 100 Mbps
Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes
de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios
usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-
Windows
De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que
actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos
Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener
una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y
destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada
El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten
dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es
conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de
multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es
Conocida como direccioacuten de difusioacuten
La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten
El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a
continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los
casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)
El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud
variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes
Un campo pad o campo de relleno es usado para asegurar que la trama alcance la
longitud miacutenima requerida Una trama debe contener miacutenimo un nuacutemero de bytes
para que las estaciones puedan detectar las colisiones con precisioacuten
Una secuencia de chequeo de trama es utilizada como mecanismo de control de
errores
Cuando el dispositivo emisor ensambla la trama realiza un caacutelculo en los bits de la
trama El algoritmo usado para realizar este caacutelculo siempre genera como salida un
valor de 4 bytes El dispositivo emisor almacena este valor en el campo de chequeo
de secuencia de la trama
Cuando el receptor recibe la trama realiza el mismo caacutelculo y compara el resultado
con el del campo de chequeo de secuencia de la trama Si los dos valores
coinciden la transmisioacuten se asume como correcta Si los dos valores son
diferentes el dispositivo de destino solicita una retransmisioacuten de la trama
ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
La funcioacuten de encapsulacioacuten y desencapsulacioacuten de datos es llevada a cabo por la subcapa
MAC Este proceso es responsable de las funciones de direccionamiento y del chequeo de
errores
ENCAPSULADO
El encapsulado es realizado por la estacioacuten emisora El encapsulado es el acto de agregar
informacioacuten direcciones y bytes para el control de errores al comienzo y al final de la
unidad de datos transmitidos Esto es realizado luego que los datos son recibidos por la
Subcapa de control de enlace loacutegico (LLC) La informacioacuten antildeadida es necesaria para
realizar las siguientes tareas
Sincronizar la estacioacuten receptora con la sentildeal
Indicar el comienzo y el fin de la trama
Identificar las direcciones tanto de la estacioacuten emisora como la receptora
Detectar errores en la transmisioacuten
Ejemplo ENCAPSULADO DE DATOS EN EL MODELO DE REFERENCIA OSI
Lo que sigue es una descripcioacuten del proceso de encapsulado de datos en una pila de
protocolo en nuestro caso TCPIP
Las capas del modelo osi se comunican entre siacute utilizando las PDU (protocol data unit) que
especifican que informacioacuten debe agregarse como encabezado o final de los datos que
ingresan a la capa Analizamos el paso de los datos por las 4 uacuteltimas capas del modelo
( transporte red enlace de datos fiacutesica)
Cuando los datos bajan de la capa sesioacuten la PDU de la capa de transporte exige el
agregado del encabezado de protocolo TCP La capa siguiente agrega el encabezado IP Al
bajar a la capa de Enlace el encabezado que se agrega depende de la implementacioacuten de
Ethernet que se esteacute utilizando Si la implementacioacuten es ETHERNET II se agrega solamente
un encabezado MAC si la implementacioacuten es IEEE 8023 8022 se agregan 2
encabezados LLC de la subcapa superior (Logical Link Control) y MAC (Media Access
Control) de la subcapa inferior para luego pasar a la capa Fiacutesica convertido en sentildeales
eleacutectricas
DESENCAPSULADO
El desencapsulado es realizado por la estacioacuten receptora Cuando es recibida una trama la
estacioacuten receptora es responsable de realizar las siguientes tareas
Reconocer la direccioacuten de destino y determinar si coincide con su propia direccioacuten
Realizar la verificacioacuten de errores
Remover la informacioacuten de control que fue antildeadida por la funcioacuten de encapsulado
de datos en la estacioacuten emisora
ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
La funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es realizada por la subcapa MAC
En la estacioacuten emisora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable de
determinar si el canal de comunicacioacuten se encuentra disponible Si el canal se encuentra
disponible puede iniciarse la transmisioacuten de datos
Adicionalote la funcioacuten de administracioacuten es responsable de determinar que accioacuten
deberaacute tomarse en caso de detectarse una colisioacuten y cuando intentaraacute retransmitir
En la estacioacuten receptora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable
de realizar las comprobaciones de validacioacuten en la trama antes de pasarla a la funcioacuten de
desencapsulado
CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
La funcioacuten de codificacioacutendecodificacioacuten es realizada en la capa fiacutesica Esta funcioacuten es
responsable de obtener la forma eleacutectrica u oacuteptica de los datos que se van a transmitir en
el medio
La codificacioacuten de datos es realizada por la estacioacuten emisora Esta es responsable de
traducir los bits a sus correspondientes sentildeales eleacutectricas u oacutepticas para ser trasladadas a
traveacutes del medio Adicionalmente esta funcioacuten es responsable de escuchar el medio y
notificar al la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio si el medio se encuentra libre
ocupado o se ha detectado una colisioacuten
veremos algunas teacutecnicas para codificar datos en sentildeales digitales Recordemos que una
sentildeal digital es una secuencia de niveles de tensioacuten discretos cada uno de ellos es un
elemento de la sentildeal Las teacutecnicas de codificacioacuten convierten cada bit de datos 0 o 1 en
elementos de sentildeal buscando ciertas ventajas o caracteriacutestica de la misma
iquestQueacute es lo que buscamos cuando queremos transmitir Pues de normal que la velocidad
de transmisioacuten sea elevada y que el nuacutemero de errores pequentildeo Pero tambieacuten que el
medio que utilicemos sea barato Por desgracia todo a la vez es imposible canales con
mayor ancho de banda aumentaraacuten la velocidad de transmisioacuten y si estaacuten bien
apantallados podraacuten transmitir a grandes distancias sin apenas ruido iexclpero eso es muy
caro iquestDe queacute manera puede ayudar la forma de la sentildeal
(Un poco maacutes de
vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten
soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos
lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas
Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama
transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos
La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la
traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits
TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con
un indicador de sentildeal de comienzo de la trama
El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito
de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de
transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el
direccionamiento
El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten
Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas
El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos
emisor y receptor
El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos
El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits
10101011
Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener
una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y
destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada
El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten
dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es
conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de
multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es
conocida como direccioacuten de difusioacuten
La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten
El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a
continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los
casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)
El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud
variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes
4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)
Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red
Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits
transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un
nuacutemero negativo y una potencia de 10
Se calcula con la siguiente formula
BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS
Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por
ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3
actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER
se consigue tiacutepicamente en 10^ -12
VALORES DE BER TIPICOS
Ethernet 10BASE-5 lt10^-8
Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10
Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11
Fiber Channel SONETSDHlt10^-12
GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8
CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7
5 TOPOLOGIAS
Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los
diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos
especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden
interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental
que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los
diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La
topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el
nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc
Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea
1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y
cableado (los medios) en la red
2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del
medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y
transmisioacuten de tokens (Token Ring)
3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones
La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia
todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para
utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento
en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten
de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a
cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la
red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host
y el proceso se vuelve a repetir
Topologiacutea de la Red Ethernet
La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo
de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se
conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos
forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal
La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el
cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de
cableado
TOPOLOGIA EN BUS
La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo
segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la
combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta
estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y
no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo
de estaciones de la red se fija en 1024
Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media
pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es
completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la
red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet
pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que
transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros
10-BASE-5
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto
Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados
transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo
agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del
cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la
estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la
interfaz se comunica con la computadora
Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que
acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una
tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el
transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso
llevar un microprocesador para controlar las transferencias
Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores
BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC
conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces
utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es
maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es
de 185 metros
10-BASE-2
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador
Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca
un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el
conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los
extremos si este se conecta directamente a un repetidor
TOPOLOGIA EN ESTRELLA
El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que
cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese
segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en
estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a
un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una
para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El
cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado
El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la
expansioacuten de la red
CONECTOR RJ-45
Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de
ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los
pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En
algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo
se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador
sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs
utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red
10-BASE-T
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico
Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas
10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios
Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia
entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-
BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con
un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red
Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se
puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la
conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos
casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores
5 Trama de red
En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de
datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos
especialmente en el Nivel de enlace de datos
Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten
chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de
datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel
de red
Formato de la trama de Ethernet
Trama DIX
Ethernet
Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS
8 bytes 6 bytes6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes
2 oacute 4
bytes
Trama IEEE
8023
Preaacutembul
oSOF Destino Origen
Longitu
dDatos Relleno FCS
7 bytes1
byte6 bytes
6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes4 bytes
Preaacutembulo
Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y
estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo
es
10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010
Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester
representan una forma de onda perioacutedica
SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama
Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s
consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes
significativo del campo de direccioacuten MAC de destino
Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor
debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF
Direccioacuten de destino
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se
enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast
o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar
si debe aceptar el paquete
Direccioacuten de origen
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se
enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la
direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos
Tipo
Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el
paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos
interpreta este campo
Datos
Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de
valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este
campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de
niveles superiores
FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)
Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de
Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el
receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la
trama
Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama
- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica
- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y
realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un
byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios
- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de
datos para obtener una suma
7 componentes de Ethernet
Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio
Ethernet a mano maacutes apropiado
Hay cuatro tipos principales de medios en uso
Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5
Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en
determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)
Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04
pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)
relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta
su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o
grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero
permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias
Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2
Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar
Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas
(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en
empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a
interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso
Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)
sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero
requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino
tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se
utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos
Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T
Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla
adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes
frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco
mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo
del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su
costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con
plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin
embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias
electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado
con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps
Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-
repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las
aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o
10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las
situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una
preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes
cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica
La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de
longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que
de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre
Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que
seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se
puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten
Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la
flexibilidad de la tecnologiacutea
Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de
paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation
Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE
liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha
vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan
Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el
disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene
aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una
resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir
la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas
Figura 1
El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura
1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes
electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras
que se comunican en la red
La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un
dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un
transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del
cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre
un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada
en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro
del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se
corte y se inserte una lsquoTrsquo
Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un
transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio
del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador
anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta
madre) y se conecta con el transceptor
Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra
fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las
sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite
la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute
en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato
digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el
transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente
llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la
potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la
operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o
recibiendo
Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las
intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema
operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta
instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la
transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido
finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple
dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede
contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria
de la computadora y el cable ether)
En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de
una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e
instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura
2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante
Figura 2
Capacidad de las redes Ethernet
El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden
transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una
computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red
no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar
datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico
total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y
pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace
posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa
que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por
ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o
muchas computadoras que generan cargas ligeras
La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE
8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo
suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles
Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El
propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red
sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una
longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo
el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama
La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se
encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que
es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser
transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por
un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se
encuentran en el campo da datos
La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de
direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023
permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite
solo direcciones de 6 Bytes
El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE
8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet
Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de
los cables utilizados
10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet
10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet
10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una
velocidad de 10 Mbps
100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica
multimodo (la F es por Fiber)
100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)
1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad
de 1 gigabite por segundo
1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S
es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)
1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L
es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)
Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado
Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del
nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran
aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de
legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces
de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor
adaptacioacuten y transicioacuten
Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos
Velocidad de transmisioacuten
- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea
Tipo de cable
- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea
Longitud maacutexima
- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones
repetidoras)
Topologiacutea
- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados
con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o
switches (estrella conmutada)
A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes
importantes
Tecnologiacuteas Ethernet
Tecnologiacutea
Velocidad de
transmisioacuten Tipo de cable
Distancia
maacutexima Topologiacutea
10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)
10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m
Estrella (Hub o
Switch)
10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o
Switch)
100BaseT4 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 3UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseTX 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 5UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m
No permite el uso de
hubs
1000BaseT 1000Mbps
4 pares trenzado
(categoriacutea 5e oacute
6UTP ) 100 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseSX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(multimodo) 550 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseLX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(monomodo) 5000 m
Estrella Full Duplex
(switch)
10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los
estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad
nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet
El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y
WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en
una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023
Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten
8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN
PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se
puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103
Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas
Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c
10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre
cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo
del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica
multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)
10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand
4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un
router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance
10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre
240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra
mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm
10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra
mono-modo (usando 1310nm)
10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre
fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido
interfaces enchufables de hasta 80-km
10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625
microm
10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado
para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera
SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-
ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas
distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)
Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado
principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin
embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par
trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada
para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-
duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex
Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes
Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802
10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten
comercial
La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las
especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para
Ethernet de 100 Mbps
Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes
apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios
productos en el mercado
Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones
1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de
sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la
transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado
100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como
veremos a continuacioacuten)
Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue
utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que
puede seguir usando los mismos cables de par trenzado
2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por
otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)
y que se denominoacute 100BaseVG
Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea
3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable
consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda
3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten
denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito
4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente
sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet
utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es
lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)
VELOCIDAD
En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea
circulan a la velocidad de 10 Mbps
Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades
superiores tanto de 20 como de 100 Mbps
Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes
de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios
usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-
Windows
De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que
actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
La funcioacuten de encapsulacioacuten y desencapsulacioacuten de datos es llevada a cabo por la subcapa
MAC Este proceso es responsable de las funciones de direccionamiento y del chequeo de
errores
ENCAPSULADO
El encapsulado es realizado por la estacioacuten emisora El encapsulado es el acto de agregar
informacioacuten direcciones y bytes para el control de errores al comienzo y al final de la
unidad de datos transmitidos Esto es realizado luego que los datos son recibidos por la
Subcapa de control de enlace loacutegico (LLC) La informacioacuten antildeadida es necesaria para
realizar las siguientes tareas
Sincronizar la estacioacuten receptora con la sentildeal
Indicar el comienzo y el fin de la trama
Identificar las direcciones tanto de la estacioacuten emisora como la receptora
Detectar errores en la transmisioacuten
Ejemplo ENCAPSULADO DE DATOS EN EL MODELO DE REFERENCIA OSI
Lo que sigue es una descripcioacuten del proceso de encapsulado de datos en una pila de
protocolo en nuestro caso TCPIP
Las capas del modelo osi se comunican entre siacute utilizando las PDU (protocol data unit) que
especifican que informacioacuten debe agregarse como encabezado o final de los datos que
ingresan a la capa Analizamos el paso de los datos por las 4 uacuteltimas capas del modelo
( transporte red enlace de datos fiacutesica)
Cuando los datos bajan de la capa sesioacuten la PDU de la capa de transporte exige el
agregado del encabezado de protocolo TCP La capa siguiente agrega el encabezado IP Al
bajar a la capa de Enlace el encabezado que se agrega depende de la implementacioacuten de
Ethernet que se esteacute utilizando Si la implementacioacuten es ETHERNET II se agrega solamente
un encabezado MAC si la implementacioacuten es IEEE 8023 8022 se agregan 2
encabezados LLC de la subcapa superior (Logical Link Control) y MAC (Media Access
Control) de la subcapa inferior para luego pasar a la capa Fiacutesica convertido en sentildeales
eleacutectricas
DESENCAPSULADO
El desencapsulado es realizado por la estacioacuten receptora Cuando es recibida una trama la
estacioacuten receptora es responsable de realizar las siguientes tareas
Reconocer la direccioacuten de destino y determinar si coincide con su propia direccioacuten
Realizar la verificacioacuten de errores
Remover la informacioacuten de control que fue antildeadida por la funcioacuten de encapsulado
de datos en la estacioacuten emisora
ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
La funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es realizada por la subcapa MAC
En la estacioacuten emisora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable de
determinar si el canal de comunicacioacuten se encuentra disponible Si el canal se encuentra
disponible puede iniciarse la transmisioacuten de datos
Adicionalote la funcioacuten de administracioacuten es responsable de determinar que accioacuten
deberaacute tomarse en caso de detectarse una colisioacuten y cuando intentaraacute retransmitir
En la estacioacuten receptora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable
de realizar las comprobaciones de validacioacuten en la trama antes de pasarla a la funcioacuten de
desencapsulado
CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
La funcioacuten de codificacioacutendecodificacioacuten es realizada en la capa fiacutesica Esta funcioacuten es
responsable de obtener la forma eleacutectrica u oacuteptica de los datos que se van a transmitir en
el medio
La codificacioacuten de datos es realizada por la estacioacuten emisora Esta es responsable de
traducir los bits a sus correspondientes sentildeales eleacutectricas u oacutepticas para ser trasladadas a
traveacutes del medio Adicionalmente esta funcioacuten es responsable de escuchar el medio y
notificar al la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio si el medio se encuentra libre
ocupado o se ha detectado una colisioacuten
veremos algunas teacutecnicas para codificar datos en sentildeales digitales Recordemos que una
sentildeal digital es una secuencia de niveles de tensioacuten discretos cada uno de ellos es un
elemento de la sentildeal Las teacutecnicas de codificacioacuten convierten cada bit de datos 0 o 1 en
elementos de sentildeal buscando ciertas ventajas o caracteriacutestica de la misma
iquestQueacute es lo que buscamos cuando queremos transmitir Pues de normal que la velocidad
de transmisioacuten sea elevada y que el nuacutemero de errores pequentildeo Pero tambieacuten que el
medio que utilicemos sea barato Por desgracia todo a la vez es imposible canales con
mayor ancho de banda aumentaraacuten la velocidad de transmisioacuten y si estaacuten bien
apantallados podraacuten transmitir a grandes distancias sin apenas ruido iexclpero eso es muy
caro iquestDe queacute manera puede ayudar la forma de la sentildeal
(Un poco maacutes de
vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten
soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos
lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas
Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama
transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos
La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la
traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits
TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con
un indicador de sentildeal de comienzo de la trama
El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito
de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de
transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el
direccionamiento
El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten
Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas
El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos
emisor y receptor
El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos
El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits
10101011
Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener
una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y
destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada
El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten
dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es
conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de
multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es
conocida como direccioacuten de difusioacuten
La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten
El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a
continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los
casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)
El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud
variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes
4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)
Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red
Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits
transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un
nuacutemero negativo y una potencia de 10
Se calcula con la siguiente formula
BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS
Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por
ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3
actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER
se consigue tiacutepicamente en 10^ -12
VALORES DE BER TIPICOS
Ethernet 10BASE-5 lt10^-8
Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10
Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11
Fiber Channel SONETSDHlt10^-12
GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8
CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7
5 TOPOLOGIAS
Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los
diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos
especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden
interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental
que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los
diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La
topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el
nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc
Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea
1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y
cableado (los medios) en la red
2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del
medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y
transmisioacuten de tokens (Token Ring)
3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones
La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia
todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para
utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento
en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten
de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a
cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la
red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host
y el proceso se vuelve a repetir
Topologiacutea de la Red Ethernet
La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo
de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se
conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos
forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal
La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el
cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de
cableado
TOPOLOGIA EN BUS
La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo
segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la
combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta
estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y
no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo
de estaciones de la red se fija en 1024
Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media
pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es
completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la
red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet
pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que
transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros
10-BASE-5
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto
Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados
transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo
agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del
cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la
estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la
interfaz se comunica con la computadora
Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que
acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una
tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el
transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso
llevar un microprocesador para controlar las transferencias
Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores
BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC
conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces
utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es
maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es
de 185 metros
10-BASE-2
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador
Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca
un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el
conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los
extremos si este se conecta directamente a un repetidor
TOPOLOGIA EN ESTRELLA
El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que
cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese
segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en
estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a
un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una
para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El
cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado
El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la
expansioacuten de la red
CONECTOR RJ-45
Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de
ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los
pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En
algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo
se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador
sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs
utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red
10-BASE-T
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico
Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas
10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios
Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia
entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-
BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con
un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red
Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se
puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la
conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos
casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores
5 Trama de red
En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de
datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos
especialmente en el Nivel de enlace de datos
Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten
chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de
datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel
de red
Formato de la trama de Ethernet
Trama DIX
Ethernet
Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS
8 bytes 6 bytes6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes
2 oacute 4
bytes
Trama IEEE
8023
Preaacutembul
oSOF Destino Origen
Longitu
dDatos Relleno FCS
7 bytes1
byte6 bytes
6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes4 bytes
Preaacutembulo
Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y
estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo
es
10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010
Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester
representan una forma de onda perioacutedica
SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama
Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s
consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes
significativo del campo de direccioacuten MAC de destino
Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor
debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF
Direccioacuten de destino
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se
enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast
o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar
si debe aceptar el paquete
Direccioacuten de origen
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se
enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la
direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos
Tipo
Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el
paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos
interpreta este campo
Datos
Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de
valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este
campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de
niveles superiores
FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)
Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de
Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el
receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la
trama
Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama
- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica
- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y
realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un
byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios
- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de
datos para obtener una suma
7 componentes de Ethernet
Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio
Ethernet a mano maacutes apropiado
Hay cuatro tipos principales de medios en uso
Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5
Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en
determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)
Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04
pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)
relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta
su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o
grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero
permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias
Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2
Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar
Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas
(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en
empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a
interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso
Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)
sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero
requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino
tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se
utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos
Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T
Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla
adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes
frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco
mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo
del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su
costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con
plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin
embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias
electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado
con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps
Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-
repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las
aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o
10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las
situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una
preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes
cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica
La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de
longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que
de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre
Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que
seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se
puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten
Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la
flexibilidad de la tecnologiacutea
Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de
paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation
Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE
liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha
vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan
Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el
disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene
aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una
resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir
la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas
Figura 1
El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura
1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes
electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras
que se comunican en la red
La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un
dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un
transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del
cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre
un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada
en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro
del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se
corte y se inserte una lsquoTrsquo
Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un
transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio
del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador
anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta
madre) y se conecta con el transceptor
Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra
fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las
sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite
la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute
en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato
digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el
transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente
llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la
potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la
operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o
recibiendo
Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las
intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema
operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta
instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la
transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido
finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple
dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede
contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria
de la computadora y el cable ether)
En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de
una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e
instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura
2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante
Figura 2
Capacidad de las redes Ethernet
El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden
transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una
computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red
no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar
datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico
total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y
pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace
posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa
que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por
ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o
muchas computadoras que generan cargas ligeras
La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE
8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo
suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles
Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El
propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red
sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una
longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo
el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama
La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se
encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que
es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser
transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por
un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se
encuentran en el campo da datos
La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de
direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023
permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite
solo direcciones de 6 Bytes
El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE
8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet
Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de
los cables utilizados
10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet
10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet
10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una
velocidad de 10 Mbps
100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica
multimodo (la F es por Fiber)
100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)
1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad
de 1 gigabite por segundo
1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S
es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)
1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L
es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)
Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado
Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del
nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran
aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de
legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces
de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor
adaptacioacuten y transicioacuten
Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos
Velocidad de transmisioacuten
- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea
Tipo de cable
- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea
Longitud maacutexima
- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones
repetidoras)
Topologiacutea
- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados
con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o
switches (estrella conmutada)
A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes
importantes
Tecnologiacuteas Ethernet
Tecnologiacutea
Velocidad de
transmisioacuten Tipo de cable
Distancia
maacutexima Topologiacutea
10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)
10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m
Estrella (Hub o
Switch)
10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o
Switch)
100BaseT4 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 3UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseTX 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 5UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m
No permite el uso de
hubs
1000BaseT 1000Mbps
4 pares trenzado
(categoriacutea 5e oacute
6UTP ) 100 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseSX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(multimodo) 550 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseLX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(monomodo) 5000 m
Estrella Full Duplex
(switch)
10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los
estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad
nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet
El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y
WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en
una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023
Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten
8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN
PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se
puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103
Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas
Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c
10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre
cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo
del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica
multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)
10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand
4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un
router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance
10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre
240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra
mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm
10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra
mono-modo (usando 1310nm)
10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre
fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido
interfaces enchufables de hasta 80-km
10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625
microm
10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado
para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera
SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-
ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas
distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)
Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado
principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin
embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par
trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada
para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-
duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex
Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes
Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802
10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten
comercial
La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las
especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para
Ethernet de 100 Mbps
Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes
apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios
productos en el mercado
Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones
1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de
sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la
transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado
100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como
veremos a continuacioacuten)
Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue
utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que
puede seguir usando los mismos cables de par trenzado
2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por
otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)
y que se denominoacute 100BaseVG
Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea
3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable
consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda
3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten
denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito
4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente
sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet
utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es
lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)
VELOCIDAD
En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea
circulan a la velocidad de 10 Mbps
Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades
superiores tanto de 20 como de 100 Mbps
Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes
de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios
usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-
Windows
De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que
actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
Cuando los datos bajan de la capa sesioacuten la PDU de la capa de transporte exige el
agregado del encabezado de protocolo TCP La capa siguiente agrega el encabezado IP Al
bajar a la capa de Enlace el encabezado que se agrega depende de la implementacioacuten de
Ethernet que se esteacute utilizando Si la implementacioacuten es ETHERNET II se agrega solamente
un encabezado MAC si la implementacioacuten es IEEE 8023 8022 se agregan 2
encabezados LLC de la subcapa superior (Logical Link Control) y MAC (Media Access
Control) de la subcapa inferior para luego pasar a la capa Fiacutesica convertido en sentildeales
eleacutectricas
DESENCAPSULADO
El desencapsulado es realizado por la estacioacuten receptora Cuando es recibida una trama la
estacioacuten receptora es responsable de realizar las siguientes tareas
Reconocer la direccioacuten de destino y determinar si coincide con su propia direccioacuten
Realizar la verificacioacuten de errores
Remover la informacioacuten de control que fue antildeadida por la funcioacuten de encapsulado
de datos en la estacioacuten emisora
ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
La funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es realizada por la subcapa MAC
En la estacioacuten emisora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable de
determinar si el canal de comunicacioacuten se encuentra disponible Si el canal se encuentra
disponible puede iniciarse la transmisioacuten de datos
Adicionalote la funcioacuten de administracioacuten es responsable de determinar que accioacuten
deberaacute tomarse en caso de detectarse una colisioacuten y cuando intentaraacute retransmitir
En la estacioacuten receptora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable
de realizar las comprobaciones de validacioacuten en la trama antes de pasarla a la funcioacuten de
desencapsulado
CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
La funcioacuten de codificacioacutendecodificacioacuten es realizada en la capa fiacutesica Esta funcioacuten es
responsable de obtener la forma eleacutectrica u oacuteptica de los datos que se van a transmitir en
el medio
La codificacioacuten de datos es realizada por la estacioacuten emisora Esta es responsable de
traducir los bits a sus correspondientes sentildeales eleacutectricas u oacutepticas para ser trasladadas a
traveacutes del medio Adicionalmente esta funcioacuten es responsable de escuchar el medio y
notificar al la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio si el medio se encuentra libre
ocupado o se ha detectado una colisioacuten
veremos algunas teacutecnicas para codificar datos en sentildeales digitales Recordemos que una
sentildeal digital es una secuencia de niveles de tensioacuten discretos cada uno de ellos es un
elemento de la sentildeal Las teacutecnicas de codificacioacuten convierten cada bit de datos 0 o 1 en
elementos de sentildeal buscando ciertas ventajas o caracteriacutestica de la misma
iquestQueacute es lo que buscamos cuando queremos transmitir Pues de normal que la velocidad
de transmisioacuten sea elevada y que el nuacutemero de errores pequentildeo Pero tambieacuten que el
medio que utilicemos sea barato Por desgracia todo a la vez es imposible canales con
mayor ancho de banda aumentaraacuten la velocidad de transmisioacuten y si estaacuten bien
apantallados podraacuten transmitir a grandes distancias sin apenas ruido iexclpero eso es muy
caro iquestDe queacute manera puede ayudar la forma de la sentildeal
(Un poco maacutes de
vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten
soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos
lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas
Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama
transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos
La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la
traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits
TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con
un indicador de sentildeal de comienzo de la trama
El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito
de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de
transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el
direccionamiento
El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten
Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas
El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos
emisor y receptor
El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos
El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits
10101011
Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener
una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y
destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada
El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten
dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es
conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de
multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es
conocida como direccioacuten de difusioacuten
La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten
El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a
continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los
casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)
El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud
variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes
4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)
Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red
Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits
transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un
nuacutemero negativo y una potencia de 10
Se calcula con la siguiente formula
BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS
Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por
ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3
actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER
se consigue tiacutepicamente en 10^ -12
VALORES DE BER TIPICOS
Ethernet 10BASE-5 lt10^-8
Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10
Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11
Fiber Channel SONETSDHlt10^-12
GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8
CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7
5 TOPOLOGIAS
Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los
diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos
especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden
interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental
que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los
diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La
topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el
nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc
Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea
1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y
cableado (los medios) en la red
2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del
medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y
transmisioacuten de tokens (Token Ring)
3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones
La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia
todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para
utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento
en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten
de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a
cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la
red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host
y el proceso se vuelve a repetir
Topologiacutea de la Red Ethernet
La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo
de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se
conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos
forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal
La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el
cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de
cableado
TOPOLOGIA EN BUS
La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo
segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la
combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta
estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y
no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo
de estaciones de la red se fija en 1024
Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media
pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es
completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la
red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet
pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que
transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros
10-BASE-5
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto
Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados
transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo
agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del
cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la
estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la
interfaz se comunica con la computadora
Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que
acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una
tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el
transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso
llevar un microprocesador para controlar las transferencias
Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores
BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC
conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces
utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es
maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es
de 185 metros
10-BASE-2
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador
Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca
un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el
conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los
extremos si este se conecta directamente a un repetidor
TOPOLOGIA EN ESTRELLA
El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que
cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese
segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en
estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a
un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una
para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El
cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado
El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la
expansioacuten de la red
CONECTOR RJ-45
Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de
ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los
pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En
algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo
se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador
sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs
utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red
10-BASE-T
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico
Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas
10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios
Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia
entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-
BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con
un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red
Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se
puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la
conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos
casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores
5 Trama de red
En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de
datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos
especialmente en el Nivel de enlace de datos
Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten
chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de
datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel
de red
Formato de la trama de Ethernet
Trama DIX
Ethernet
Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS
8 bytes 6 bytes6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes
2 oacute 4
bytes
Trama IEEE
8023
Preaacutembul
oSOF Destino Origen
Longitu
dDatos Relleno FCS
7 bytes1
byte6 bytes
6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes4 bytes
Preaacutembulo
Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y
estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo
es
10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010
Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester
representan una forma de onda perioacutedica
SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama
Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s
consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes
significativo del campo de direccioacuten MAC de destino
Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor
debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF
Direccioacuten de destino
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se
enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast
o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar
si debe aceptar el paquete
Direccioacuten de origen
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se
enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la
direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos
Tipo
Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el
paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos
interpreta este campo
Datos
Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de
valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este
campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de
niveles superiores
FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)
Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de
Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el
receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la
trama
Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama
- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica
- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y
realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un
byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios
- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de
datos para obtener una suma
7 componentes de Ethernet
Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio
Ethernet a mano maacutes apropiado
Hay cuatro tipos principales de medios en uso
Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5
Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en
determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)
Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04
pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)
relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta
su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o
grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero
permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias
Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2
Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar
Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas
(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en
empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a
interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso
Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)
sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero
requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino
tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se
utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos
Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T
Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla
adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes
frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco
mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo
del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su
costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con
plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin
embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias
electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado
con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps
Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-
repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las
aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o
10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las
situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una
preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes
cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica
La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de
longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que
de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre
Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que
seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se
puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten
Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la
flexibilidad de la tecnologiacutea
Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de
paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation
Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE
liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha
vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan
Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el
disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene
aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una
resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir
la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas
Figura 1
El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura
1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes
electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras
que se comunican en la red
La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un
dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un
transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del
cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre
un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada
en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro
del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se
corte y se inserte una lsquoTrsquo
Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un
transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio
del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador
anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta
madre) y se conecta con el transceptor
Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra
fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las
sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite
la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute
en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato
digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el
transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente
llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la
potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la
operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o
recibiendo
Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las
intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema
operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta
instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la
transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido
finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple
dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede
contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria
de la computadora y el cable ether)
En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de
una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e
instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura
2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante
Figura 2
Capacidad de las redes Ethernet
El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden
transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una
computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red
no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar
datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico
total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y
pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace
posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa
que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por
ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o
muchas computadoras que generan cargas ligeras
La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE
8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo
suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles
Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El
propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red
sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una
longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo
el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama
La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se
encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que
es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser
transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por
un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se
encuentran en el campo da datos
La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de
direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023
permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite
solo direcciones de 6 Bytes
El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE
8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet
Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de
los cables utilizados
10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet
10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet
10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una
velocidad de 10 Mbps
100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica
multimodo (la F es por Fiber)
100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)
1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad
de 1 gigabite por segundo
1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S
es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)
1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L
es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)
Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado
Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del
nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran
aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de
legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces
de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor
adaptacioacuten y transicioacuten
Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos
Velocidad de transmisioacuten
- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea
Tipo de cable
- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea
Longitud maacutexima
- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones
repetidoras)
Topologiacutea
- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados
con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o
switches (estrella conmutada)
A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes
importantes
Tecnologiacuteas Ethernet
Tecnologiacutea
Velocidad de
transmisioacuten Tipo de cable
Distancia
maacutexima Topologiacutea
10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)
10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m
Estrella (Hub o
Switch)
10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o
Switch)
100BaseT4 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 3UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseTX 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 5UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m
No permite el uso de
hubs
1000BaseT 1000Mbps
4 pares trenzado
(categoriacutea 5e oacute
6UTP ) 100 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseSX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(multimodo) 550 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseLX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(monomodo) 5000 m
Estrella Full Duplex
(switch)
10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los
estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad
nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet
El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y
WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en
una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023
Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten
8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN
PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se
puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103
Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas
Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c
10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre
cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo
del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica
multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)
10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand
4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un
router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance
10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre
240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra
mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm
10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra
mono-modo (usando 1310nm)
10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre
fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido
interfaces enchufables de hasta 80-km
10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625
microm
10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado
para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera
SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-
ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas
distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)
Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado
principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin
embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par
trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada
para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-
duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex
Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes
Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802
10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten
comercial
La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las
especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para
Ethernet de 100 Mbps
Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes
apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios
productos en el mercado
Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones
1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de
sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la
transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado
100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como
veremos a continuacioacuten)
Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue
utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que
puede seguir usando los mismos cables de par trenzado
2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por
otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)
y que se denominoacute 100BaseVG
Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea
3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable
consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda
3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten
denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito
4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente
sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet
utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es
lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)
VELOCIDAD
En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea
circulan a la velocidad de 10 Mbps
Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades
superiores tanto de 20 como de 100 Mbps
Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes
de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios
usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-
Windows
De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que
actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
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- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
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- Capacidad de las redes Ethernet
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- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
En la estacioacuten receptora la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio es responsable
de realizar las comprobaciones de validacioacuten en la trama antes de pasarla a la funcioacuten de
desencapsulado
CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
La funcioacuten de codificacioacutendecodificacioacuten es realizada en la capa fiacutesica Esta funcioacuten es
responsable de obtener la forma eleacutectrica u oacuteptica de los datos que se van a transmitir en
el medio
La codificacioacuten de datos es realizada por la estacioacuten emisora Esta es responsable de
traducir los bits a sus correspondientes sentildeales eleacutectricas u oacutepticas para ser trasladadas a
traveacutes del medio Adicionalmente esta funcioacuten es responsable de escuchar el medio y
notificar al la funcioacuten de administracioacuten de acceso al medio si el medio se encuentra libre
ocupado o se ha detectado una colisioacuten
veremos algunas teacutecnicas para codificar datos en sentildeales digitales Recordemos que una
sentildeal digital es una secuencia de niveles de tensioacuten discretos cada uno de ellos es un
elemento de la sentildeal Las teacutecnicas de codificacioacuten convierten cada bit de datos 0 o 1 en
elementos de sentildeal buscando ciertas ventajas o caracteriacutestica de la misma
iquestQueacute es lo que buscamos cuando queremos transmitir Pues de normal que la velocidad
de transmisioacuten sea elevada y que el nuacutemero de errores pequentildeo Pero tambieacuten que el
medio que utilicemos sea barato Por desgracia todo a la vez es imposible canales con
mayor ancho de banda aumentaraacuten la velocidad de transmisioacuten y si estaacuten bien
apantallados podraacuten transmitir a grandes distancias sin apenas ruido iexclpero eso es muy
caro iquestDe queacute manera puede ayudar la forma de la sentildeal
(Un poco maacutes de
vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten
soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos
lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas
Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama
transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos
La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la
traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits
TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con
un indicador de sentildeal de comienzo de la trama
El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito
de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de
transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el
direccionamiento
El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten
Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas
El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos
emisor y receptor
El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos
El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits
10101011
Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener
una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y
destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada
El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten
dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es
conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de
multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es
conocida como direccioacuten de difusioacuten
La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten
El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a
continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los
casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)
El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud
variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes
4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)
Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red
Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits
transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un
nuacutemero negativo y una potencia de 10
Se calcula con la siguiente formula
BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS
Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por
ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3
actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER
se consigue tiacutepicamente en 10^ -12
VALORES DE BER TIPICOS
Ethernet 10BASE-5 lt10^-8
Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10
Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11
Fiber Channel SONETSDHlt10^-12
GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8
CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7
5 TOPOLOGIAS
Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los
diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos
especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden
interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental
que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los
diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La
topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el
nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc
Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea
1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y
cableado (los medios) en la red
2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del
medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y
transmisioacuten de tokens (Token Ring)
3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones
La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia
todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para
utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento
en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten
de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a
cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la
red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host
y el proceso se vuelve a repetir
Topologiacutea de la Red Ethernet
La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo
de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se
conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos
forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal
La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el
cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de
cableado
TOPOLOGIA EN BUS
La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo
segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la
combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta
estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y
no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo
de estaciones de la red se fija en 1024
Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media
pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es
completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la
red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet
pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que
transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros
10-BASE-5
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto
Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados
transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo
agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del
cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la
estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la
interfaz se comunica con la computadora
Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que
acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una
tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el
transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso
llevar un microprocesador para controlar las transferencias
Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores
BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC
conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces
utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es
maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es
de 185 metros
10-BASE-2
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador
Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca
un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el
conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los
extremos si este se conecta directamente a un repetidor
TOPOLOGIA EN ESTRELLA
El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que
cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese
segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en
estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a
un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una
para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El
cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado
El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la
expansioacuten de la red
CONECTOR RJ-45
Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de
ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los
pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En
algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo
se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador
sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs
utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red
10-BASE-T
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico
Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas
10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios
Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia
entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-
BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con
un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red
Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se
puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la
conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos
casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores
5 Trama de red
En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de
datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos
especialmente en el Nivel de enlace de datos
Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten
chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de
datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel
de red
Formato de la trama de Ethernet
Trama DIX
Ethernet
Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS
8 bytes 6 bytes6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes
2 oacute 4
bytes
Trama IEEE
8023
Preaacutembul
oSOF Destino Origen
Longitu
dDatos Relleno FCS
7 bytes1
byte6 bytes
6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes4 bytes
Preaacutembulo
Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y
estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo
es
10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010
Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester
representan una forma de onda perioacutedica
SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama
Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s
consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes
significativo del campo de direccioacuten MAC de destino
Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor
debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF
Direccioacuten de destino
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se
enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast
o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar
si debe aceptar el paquete
Direccioacuten de origen
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se
enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la
direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos
Tipo
Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el
paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos
interpreta este campo
Datos
Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de
valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este
campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de
niveles superiores
FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)
Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de
Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el
receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la
trama
Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama
- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica
- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y
realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un
byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios
- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de
datos para obtener una suma
7 componentes de Ethernet
Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio
Ethernet a mano maacutes apropiado
Hay cuatro tipos principales de medios en uso
Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5
Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en
determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)
Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04
pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)
relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta
su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o
grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero
permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias
Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2
Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar
Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas
(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en
empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a
interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso
Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)
sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero
requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino
tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se
utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos
Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T
Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla
adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes
frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco
mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo
del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su
costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con
plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin
embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias
electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado
con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps
Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-
repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las
aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o
10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las
situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una
preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes
cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica
La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de
longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que
de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre
Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que
seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se
puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten
Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la
flexibilidad de la tecnologiacutea
Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de
paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation
Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE
liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha
vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan
Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el
disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene
aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una
resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir
la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas
Figura 1
El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura
1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes
electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras
que se comunican en la red
La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un
dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un
transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del
cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre
un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada
en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro
del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se
corte y se inserte una lsquoTrsquo
Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un
transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio
del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador
anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta
madre) y se conecta con el transceptor
Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra
fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las
sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite
la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute
en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato
digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el
transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente
llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la
potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la
operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o
recibiendo
Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las
intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema
operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta
instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la
transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido
finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple
dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede
contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria
de la computadora y el cable ether)
En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de
una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e
instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura
2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante
Figura 2
Capacidad de las redes Ethernet
El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden
transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una
computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red
no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar
datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico
total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y
pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace
posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa
que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por
ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o
muchas computadoras que generan cargas ligeras
La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE
8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo
suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles
Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El
propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red
sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una
longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo
el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama
La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se
encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que
es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser
transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por
un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se
encuentran en el campo da datos
La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de
direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023
permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite
solo direcciones de 6 Bytes
El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE
8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet
Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de
los cables utilizados
10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet
10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet
10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una
velocidad de 10 Mbps
100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica
multimodo (la F es por Fiber)
100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)
1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad
de 1 gigabite por segundo
1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S
es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)
1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L
es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)
Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado
Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del
nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran
aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de
legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces
de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor
adaptacioacuten y transicioacuten
Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos
Velocidad de transmisioacuten
- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea
Tipo de cable
- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea
Longitud maacutexima
- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones
repetidoras)
Topologiacutea
- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados
con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o
switches (estrella conmutada)
A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes
importantes
Tecnologiacuteas Ethernet
Tecnologiacutea
Velocidad de
transmisioacuten Tipo de cable
Distancia
maacutexima Topologiacutea
10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)
10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m
Estrella (Hub o
Switch)
10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o
Switch)
100BaseT4 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 3UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseTX 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 5UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m
No permite el uso de
hubs
1000BaseT 1000Mbps
4 pares trenzado
(categoriacutea 5e oacute
6UTP ) 100 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseSX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(multimodo) 550 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseLX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(monomodo) 5000 m
Estrella Full Duplex
(switch)
10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los
estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad
nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet
El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y
WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en
una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023
Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten
8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN
PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se
puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103
Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas
Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c
10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre
cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo
del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica
multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)
10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand
4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un
router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance
10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre
240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra
mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm
10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra
mono-modo (usando 1310nm)
10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre
fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido
interfaces enchufables de hasta 80-km
10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625
microm
10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado
para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera
SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-
ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas
distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)
Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado
principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin
embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par
trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada
para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-
duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex
Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes
Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802
10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten
comercial
La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las
especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para
Ethernet de 100 Mbps
Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes
apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios
productos en el mercado
Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones
1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de
sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la
transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado
100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como
veremos a continuacioacuten)
Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue
utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que
puede seguir usando los mismos cables de par trenzado
2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por
otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)
y que se denominoacute 100BaseVG
Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea
3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable
consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda
3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten
denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito
4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente
sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet
utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es
lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)
VELOCIDAD
En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea
circulan a la velocidad de 10 Mbps
Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades
superiores tanto de 20 como de 100 Mbps
Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes
de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios
usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-
Windows
De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que
actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
(Un poco maacutes de
vocabulario) Una sentildeal es unipolar si todos sus elementos tienen el mismo signo (tensioacuten
soacutelo positiva o solo negativa) Polar cuando no A veces transmitimos los datos sobre dos
lineas de forma que el elemento se transmite como diferencia en la tensioacuten de ambas
Asiacute un pico de tensioacuten afectaraacute al valor de las dos lineas pero no a su resta eso se llama
transmisioacuten diferencial iexclPero pasemos ya a ver de queacute maneras codificamos
La decodificacioacuten de datos es realizada en la estacioacuten receptora Esta es responsable de la
traduccioacuten de las sentildeales eleacutectricas u oacutepticas nuevamente en un flujo de bits
TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con
un indicador de sentildeal de comienzo de la trama
El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito
de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de
transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el
direccionamiento
El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten
Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas
El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos
emisor y receptor
El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos
El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits
10101011
Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener
una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y
destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada
El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten
dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es
conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de
multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es
conocida como direccioacuten de difusioacuten
La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten
El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a
continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los
casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)
El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud
variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes
4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)
Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red
Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits
transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un
nuacutemero negativo y una potencia de 10
Se calcula con la siguiente formula
BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS
Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por
ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3
actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER
se consigue tiacutepicamente en 10^ -12
VALORES DE BER TIPICOS
Ethernet 10BASE-5 lt10^-8
Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10
Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11
Fiber Channel SONETSDHlt10^-12
GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8
CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7
5 TOPOLOGIAS
Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los
diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos
especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden
interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental
que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los
diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La
topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el
nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc
Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea
1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y
cableado (los medios) en la red
2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del
medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y
transmisioacuten de tokens (Token Ring)
3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones
La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia
todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para
utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento
en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten
de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a
cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la
red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host
y el proceso se vuelve a repetir
Topologiacutea de la Red Ethernet
La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo
de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se
conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos
forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal
La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el
cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de
cableado
TOPOLOGIA EN BUS
La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo
segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la
combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta
estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y
no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo
de estaciones de la red se fija en 1024
Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media
pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es
completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la
red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet
pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que
transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros
10-BASE-5
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto
Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados
transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo
agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del
cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la
estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la
interfaz se comunica con la computadora
Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que
acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una
tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el
transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso
llevar un microprocesador para controlar las transferencias
Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores
BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC
conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces
utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es
maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es
de 185 metros
10-BASE-2
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador
Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca
un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el
conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los
extremos si este se conecta directamente a un repetidor
TOPOLOGIA EN ESTRELLA
El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que
cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese
segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en
estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a
un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una
para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El
cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado
El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la
expansioacuten de la red
CONECTOR RJ-45
Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de
ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los
pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En
algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo
se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador
sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs
utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red
10-BASE-T
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico
Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas
10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios
Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia
entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-
BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con
un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red
Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se
puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la
conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos
casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores
5 Trama de red
En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de
datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos
especialmente en el Nivel de enlace de datos
Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten
chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de
datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel
de red
Formato de la trama de Ethernet
Trama DIX
Ethernet
Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS
8 bytes 6 bytes6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes
2 oacute 4
bytes
Trama IEEE
8023
Preaacutembul
oSOF Destino Origen
Longitu
dDatos Relleno FCS
7 bytes1
byte6 bytes
6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes4 bytes
Preaacutembulo
Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y
estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo
es
10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010
Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester
representan una forma de onda perioacutedica
SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama
Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s
consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes
significativo del campo de direccioacuten MAC de destino
Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor
debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF
Direccioacuten de destino
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se
enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast
o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar
si debe aceptar el paquete
Direccioacuten de origen
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se
enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la
direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos
Tipo
Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el
paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos
interpreta este campo
Datos
Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de
valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este
campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de
niveles superiores
FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)
Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de
Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el
receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la
trama
Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama
- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica
- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y
realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un
byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios
- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de
datos para obtener una suma
7 componentes de Ethernet
Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio
Ethernet a mano maacutes apropiado
Hay cuatro tipos principales de medios en uso
Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5
Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en
determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)
Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04
pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)
relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta
su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o
grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero
permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias
Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2
Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar
Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas
(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en
empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a
interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso
Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)
sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero
requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino
tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se
utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos
Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T
Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla
adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes
frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco
mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo
del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su
costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con
plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin
embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias
electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado
con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps
Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-
repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las
aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o
10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las
situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una
preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes
cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica
La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de
longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que
de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre
Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que
seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se
puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten
Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la
flexibilidad de la tecnologiacutea
Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de
paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation
Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE
liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha
vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan
Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el
disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene
aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una
resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir
la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas
Figura 1
El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura
1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes
electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras
que se comunican en la red
La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un
dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un
transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del
cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre
un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada
en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro
del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se
corte y se inserte una lsquoTrsquo
Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un
transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio
del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador
anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta
madre) y se conecta con el transceptor
Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra
fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las
sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite
la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute
en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato
digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el
transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente
llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la
potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la
operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o
recibiendo
Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las
intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema
operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta
instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la
transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido
finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple
dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede
contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria
de la computadora y el cable ether)
En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de
una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e
instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura
2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante
Figura 2
Capacidad de las redes Ethernet
El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden
transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una
computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red
no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar
datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico
total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y
pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace
posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa
que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por
ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o
muchas computadoras que generan cargas ligeras
La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE
8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo
suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles
Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El
propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red
sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una
longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo
el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama
La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se
encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que
es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser
transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por
un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se
encuentran en el campo da datos
La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de
direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023
permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite
solo direcciones de 6 Bytes
El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE
8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet
Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de
los cables utilizados
10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet
10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet
10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una
velocidad de 10 Mbps
100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica
multimodo (la F es por Fiber)
100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)
1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad
de 1 gigabite por segundo
1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S
es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)
1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L
es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)
Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado
Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del
nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran
aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de
legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces
de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor
adaptacioacuten y transicioacuten
Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos
Velocidad de transmisioacuten
- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea
Tipo de cable
- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea
Longitud maacutexima
- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones
repetidoras)
Topologiacutea
- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados
con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o
switches (estrella conmutada)
A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes
importantes
Tecnologiacuteas Ethernet
Tecnologiacutea
Velocidad de
transmisioacuten Tipo de cable
Distancia
maacutexima Topologiacutea
10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)
10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m
Estrella (Hub o
Switch)
10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o
Switch)
100BaseT4 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 3UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseTX 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 5UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m
No permite el uso de
hubs
1000BaseT 1000Mbps
4 pares trenzado
(categoriacutea 5e oacute
6UTP ) 100 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseSX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(multimodo) 550 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseLX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(monomodo) 5000 m
Estrella Full Duplex
(switch)
10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los
estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad
nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet
El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y
WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en
una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023
Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten
8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN
PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se
puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103
Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas
Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c
10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre
cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo
del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica
multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)
10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand
4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un
router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance
10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre
240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra
mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm
10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra
mono-modo (usando 1310nm)
10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre
fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido
interfaces enchufables de hasta 80-km
10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625
microm
10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado
para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera
SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-
ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas
distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)
Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado
principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin
embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par
trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada
para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-
duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex
Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes
Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802
10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten
comercial
La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las
especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para
Ethernet de 100 Mbps
Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes
apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios
productos en el mercado
Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones
1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de
sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la
transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado
100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como
veremos a continuacioacuten)
Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue
utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que
puede seguir usando los mismos cables de par trenzado
2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por
otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)
y que se denominoacute 100BaseVG
Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea
3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable
consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda
3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten
denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito
4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente
sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet
utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es
lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)
VELOCIDAD
En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea
circulan a la velocidad de 10 Mbps
Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades
superiores tanto de 20 como de 100 Mbps
Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes
de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios
usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-
Windows
De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que
actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
Se defina a una trama de transmisioacuten como el grupo de bits en un formato particular con
un indicador de sentildeal de comienzo de la trama
El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propoacutesito
de algunos bits especiacuteficos en la trama Una trama es generalmente una unidad loacutegica de
transmisioacuten conteniendo informacioacuten de control para el chequeo de errores y para el
direccionamiento
El formato de la trama CSMACD (IEEE 80233) se encuentra a continuacioacuten
Los componentes de la trama CSMACD son responsables de las siguientes tareas
El preaacutembulo es responsable de proveer sincronizacioacuten entre los dispositivos
emisor y receptor
El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos
El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits
10101011
Cada campo de direccioacuten direccioacuten de origen y direccioacuten de destino puede tener
una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes Ambas direcciones origen y
destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada
El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten
dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es
conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de
multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es
conocida como direccioacuten de difusioacuten
La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten
El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a
continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los
casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)
El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud
variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes
4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)
Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red
Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits
transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un
nuacutemero negativo y una potencia de 10
Se calcula con la siguiente formula
BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS
Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por
ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3
actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER
se consigue tiacutepicamente en 10^ -12
VALORES DE BER TIPICOS
Ethernet 10BASE-5 lt10^-8
Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10
Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11
Fiber Channel SONETSDHlt10^-12
GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8
CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7
5 TOPOLOGIAS
Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los
diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos
especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden
interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental
que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los
diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La
topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el
nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc
Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea
1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y
cableado (los medios) en la red
2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del
medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y
transmisioacuten de tokens (Token Ring)
3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones
La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia
todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para
utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento
en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten
de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a
cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la
red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host
y el proceso se vuelve a repetir
Topologiacutea de la Red Ethernet
La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo
de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se
conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos
forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal
La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el
cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de
cableado
TOPOLOGIA EN BUS
La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo
segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la
combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta
estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y
no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo
de estaciones de la red se fija en 1024
Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media
pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es
completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la
red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet
pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que
transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros
10-BASE-5
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto
Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados
transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo
agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del
cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la
estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la
interfaz se comunica con la computadora
Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que
acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una
tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el
transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso
llevar un microprocesador para controlar las transferencias
Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores
BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC
conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces
utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es
maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es
de 185 metros
10-BASE-2
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador
Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca
un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el
conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los
extremos si este se conecta directamente a un repetidor
TOPOLOGIA EN ESTRELLA
El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que
cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese
segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en
estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a
un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una
para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El
cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado
El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la
expansioacuten de la red
CONECTOR RJ-45
Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de
ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los
pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En
algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo
se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador
sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs
utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red
10-BASE-T
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico
Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas
10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios
Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia
entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-
BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con
un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red
Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se
puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la
conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos
casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores
5 Trama de red
En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de
datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos
especialmente en el Nivel de enlace de datos
Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten
chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de
datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel
de red
Formato de la trama de Ethernet
Trama DIX
Ethernet
Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS
8 bytes 6 bytes6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes
2 oacute 4
bytes
Trama IEEE
8023
Preaacutembul
oSOF Destino Origen
Longitu
dDatos Relleno FCS
7 bytes1
byte6 bytes
6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes4 bytes
Preaacutembulo
Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y
estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo
es
10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010
Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester
representan una forma de onda perioacutedica
SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama
Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s
consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes
significativo del campo de direccioacuten MAC de destino
Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor
debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF
Direccioacuten de destino
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se
enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast
o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar
si debe aceptar el paquete
Direccioacuten de origen
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se
enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la
direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos
Tipo
Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el
paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos
interpreta este campo
Datos
Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de
valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este
campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de
niveles superiores
FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)
Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de
Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el
receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la
trama
Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama
- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica
- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y
realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un
byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios
- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de
datos para obtener una suma
7 componentes de Ethernet
Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio
Ethernet a mano maacutes apropiado
Hay cuatro tipos principales de medios en uso
Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5
Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en
determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)
Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04
pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)
relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta
su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o
grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero
permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias
Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2
Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar
Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas
(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en
empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a
interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso
Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)
sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero
requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino
tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se
utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos
Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T
Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla
adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes
frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco
mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo
del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su
costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con
plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin
embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias
electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado
con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps
Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-
repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las
aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o
10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las
situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una
preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes
cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica
La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de
longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que
de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre
Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que
seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se
puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten
Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la
flexibilidad de la tecnologiacutea
Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de
paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation
Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE
liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha
vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan
Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el
disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene
aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una
resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir
la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas
Figura 1
El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura
1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes
electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras
que se comunican en la red
La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un
dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un
transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del
cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre
un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada
en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro
del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se
corte y se inserte una lsquoTrsquo
Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un
transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio
del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador
anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta
madre) y se conecta con el transceptor
Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra
fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las
sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite
la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute
en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato
digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el
transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente
llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la
potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la
operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o
recibiendo
Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las
intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema
operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta
instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la
transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido
finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple
dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede
contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria
de la computadora y el cable ether)
En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de
una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e
instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura
2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante
Figura 2
Capacidad de las redes Ethernet
El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden
transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una
computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red
no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar
datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico
total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y
pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace
posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa
que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por
ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o
muchas computadoras que generan cargas ligeras
La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE
8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo
suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles
Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El
propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red
sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una
longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo
el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama
La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se
encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que
es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser
transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por
un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se
encuentran en el campo da datos
La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de
direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023
permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite
solo direcciones de 6 Bytes
El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE
8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet
Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de
los cables utilizados
10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet
10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet
10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una
velocidad de 10 Mbps
100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica
multimodo (la F es por Fiber)
100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)
1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad
de 1 gigabite por segundo
1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S
es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)
1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L
es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)
Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado
Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del
nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran
aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de
legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces
de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor
adaptacioacuten y transicioacuten
Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos
Velocidad de transmisioacuten
- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea
Tipo de cable
- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea
Longitud maacutexima
- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones
repetidoras)
Topologiacutea
- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados
con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o
switches (estrella conmutada)
A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes
importantes
Tecnologiacuteas Ethernet
Tecnologiacutea
Velocidad de
transmisioacuten Tipo de cable
Distancia
maacutexima Topologiacutea
10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)
10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m
Estrella (Hub o
Switch)
10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o
Switch)
100BaseT4 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 3UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseTX 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 5UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m
No permite el uso de
hubs
1000BaseT 1000Mbps
4 pares trenzado
(categoriacutea 5e oacute
6UTP ) 100 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseSX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(multimodo) 550 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseLX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(monomodo) 5000 m
Estrella Full Duplex
(switch)
10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los
estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad
nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet
El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y
WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en
una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023
Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten
8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN
PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se
puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103
Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas
Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c
10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre
cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo
del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica
multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)
10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand
4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un
router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance
10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre
240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra
mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm
10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra
mono-modo (usando 1310nm)
10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre
fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido
interfaces enchufables de hasta 80-km
10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625
microm
10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado
para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera
SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-
ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas
distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)
Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado
principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin
embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par
trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada
para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-
duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex
Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes
Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802
10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten
comercial
La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las
especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para
Ethernet de 100 Mbps
Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes
apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios
productos en el mercado
Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones
1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de
sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la
transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado
100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como
veremos a continuacioacuten)
Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue
utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que
puede seguir usando los mismos cables de par trenzado
2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por
otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)
y que se denominoacute 100BaseVG
Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea
3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable
consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda
3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten
denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito
4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente
sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet
utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es
lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)
VELOCIDAD
En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea
circulan a la velocidad de 10 Mbps
Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades
superiores tanto de 20 como de 100 Mbps
Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes
de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios
usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-
Windows
De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que
actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
destino deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada
El campo direccioacuten de destino especiacutefica la estacioacuten o estaciones a las cuales estaacuten
dirigidos los datos Una direccioacuten que referencia a un grupo de estaciones es
conocida como direccioacuten de grupo de multicast o direccioacuten de grupo de
multidifusioacuten Una direccioacuten que referencia a todas las estaciones de una red es
conocida como direccioacuten de difusioacuten
La direccioacuten de origen identifica a la estacioacuten que estaacute haciendo la transmisioacuten
El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a
continuacioacuten Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los
casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno)
El campo informacioacuten contiene realmente los datos transmitidos Es de longitud
variable por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes
4 DEFINICION DE BIT ERROR RATE (BER)
Se entiende por tasa de error el nuacutemero de bits erroacuteneos que se transmiten por la red
Es la relacioacuten entre el nuacutemero de bits erroacuteneos recibidos dividido por la cantidad de bits
transmitidos en un determinado periodo de tiempo Se expresa habitualmente por un
nuacutemero negativo y una potencia de 10
Se calcula con la siguiente formula
BER = NUMERO DE BIT ERRONEOS RECIBIDOSNUMERO TOTAL DE BIT ENVIADOS
Con los medios de transmisioacuten actuales se ha reducido mucho el la tasa de error por
ejemplo en los inicios de las redes los valores de BER eran aproximadamente 10^-3
actualmente con la aparicioacuten de los cables de par trenzado y la fibra oacuteptica el valor de BER
se consigue tiacutepicamente en 10^ -12
VALORES DE BER TIPICOS
Ethernet 10BASE-5 lt10^-8
Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10
Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11
Fiber Channel SONETSDHlt10^-12
GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8
CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7
5 TOPOLOGIAS
Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los
diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos
especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden
interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental
que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los
diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La
topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el
nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc
Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea
1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y
cableado (los medios) en la red
2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del
medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y
transmisioacuten de tokens (Token Ring)
3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones
La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia
todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para
utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento
en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten
de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a
cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la
red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host
y el proceso se vuelve a repetir
Topologiacutea de la Red Ethernet
La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo
de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se
conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos
forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal
La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el
cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de
cableado
TOPOLOGIA EN BUS
La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo
segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la
combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta
estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y
no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo
de estaciones de la red se fija en 1024
Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media
pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es
completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la
red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet
pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que
transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros
10-BASE-5
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto
Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados
transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo
agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del
cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la
estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la
interfaz se comunica con la computadora
Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que
acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una
tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el
transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso
llevar un microprocesador para controlar las transferencias
Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores
BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC
conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces
utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es
maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es
de 185 metros
10-BASE-2
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador
Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca
un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el
conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los
extremos si este se conecta directamente a un repetidor
TOPOLOGIA EN ESTRELLA
El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que
cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese
segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en
estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a
un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una
para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El
cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado
El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la
expansioacuten de la red
CONECTOR RJ-45
Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de
ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los
pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En
algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo
se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador
sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs
utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red
10-BASE-T
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico
Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas
10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios
Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia
entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-
BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con
un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red
Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se
puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la
conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos
casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores
5 Trama de red
En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de
datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos
especialmente en el Nivel de enlace de datos
Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten
chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de
datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel
de red
Formato de la trama de Ethernet
Trama DIX
Ethernet
Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS
8 bytes 6 bytes6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes
2 oacute 4
bytes
Trama IEEE
8023
Preaacutembul
oSOF Destino Origen
Longitu
dDatos Relleno FCS
7 bytes1
byte6 bytes
6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes4 bytes
Preaacutembulo
Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y
estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo
es
10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010
Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester
representan una forma de onda perioacutedica
SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama
Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s
consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes
significativo del campo de direccioacuten MAC de destino
Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor
debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF
Direccioacuten de destino
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se
enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast
o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar
si debe aceptar el paquete
Direccioacuten de origen
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se
enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la
direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos
Tipo
Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el
paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos
interpreta este campo
Datos
Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de
valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este
campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de
niveles superiores
FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)
Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de
Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el
receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la
trama
Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama
- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica
- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y
realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un
byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios
- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de
datos para obtener una suma
7 componentes de Ethernet
Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio
Ethernet a mano maacutes apropiado
Hay cuatro tipos principales de medios en uso
Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5
Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en
determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)
Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04
pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)
relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta
su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o
grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero
permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias
Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2
Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar
Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas
(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en
empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a
interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso
Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)
sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero
requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino
tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se
utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos
Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T
Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla
adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes
frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco
mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo
del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su
costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con
plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin
embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias
electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado
con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps
Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-
repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las
aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o
10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las
situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una
preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes
cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica
La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de
longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que
de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre
Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que
seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se
puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten
Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la
flexibilidad de la tecnologiacutea
Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de
paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation
Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE
liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha
vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan
Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el
disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene
aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una
resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir
la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas
Figura 1
El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura
1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes
electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras
que se comunican en la red
La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un
dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un
transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del
cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre
un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada
en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro
del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se
corte y se inserte una lsquoTrsquo
Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un
transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio
del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador
anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta
madre) y se conecta con el transceptor
Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra
fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las
sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite
la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute
en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato
digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el
transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente
llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la
potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la
operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o
recibiendo
Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las
intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema
operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta
instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la
transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido
finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple
dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede
contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria
de la computadora y el cable ether)
En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de
una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e
instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura
2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante
Figura 2
Capacidad de las redes Ethernet
El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden
transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una
computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red
no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar
datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico
total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y
pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace
posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa
que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por
ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o
muchas computadoras que generan cargas ligeras
La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE
8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo
suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles
Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El
propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red
sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una
longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo
el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama
La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se
encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que
es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser
transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por
un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se
encuentran en el campo da datos
La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de
direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023
permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite
solo direcciones de 6 Bytes
El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE
8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet
Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de
los cables utilizados
10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet
10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet
10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una
velocidad de 10 Mbps
100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica
multimodo (la F es por Fiber)
100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)
1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad
de 1 gigabite por segundo
1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S
es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)
1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L
es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)
Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado
Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del
nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran
aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de
legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces
de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor
adaptacioacuten y transicioacuten
Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos
Velocidad de transmisioacuten
- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea
Tipo de cable
- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea
Longitud maacutexima
- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones
repetidoras)
Topologiacutea
- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados
con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o
switches (estrella conmutada)
A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes
importantes
Tecnologiacuteas Ethernet
Tecnologiacutea
Velocidad de
transmisioacuten Tipo de cable
Distancia
maacutexima Topologiacutea
10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)
10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m
Estrella (Hub o
Switch)
10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o
Switch)
100BaseT4 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 3UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseTX 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 5UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m
No permite el uso de
hubs
1000BaseT 1000Mbps
4 pares trenzado
(categoriacutea 5e oacute
6UTP ) 100 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseSX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(multimodo) 550 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseLX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(monomodo) 5000 m
Estrella Full Duplex
(switch)
10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los
estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad
nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet
El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y
WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en
una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023
Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten
8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN
PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se
puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103
Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas
Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c
10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre
cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo
del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica
multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)
10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand
4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un
router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance
10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre
240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra
mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm
10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra
mono-modo (usando 1310nm)
10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre
fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido
interfaces enchufables de hasta 80-km
10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625
microm
10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado
para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera
SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-
ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas
distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)
Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado
principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin
embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par
trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada
para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-
duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex
Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes
Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802
10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten
comercial
La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las
especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para
Ethernet de 100 Mbps
Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes
apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios
productos en el mercado
Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones
1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de
sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la
transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado
100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como
veremos a continuacioacuten)
Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue
utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que
puede seguir usando los mismos cables de par trenzado
2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por
otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)
y que se denominoacute 100BaseVG
Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea
3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable
consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda
3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten
denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito
4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente
sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet
utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es
lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)
VELOCIDAD
En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea
circulan a la velocidad de 10 Mbps
Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades
superiores tanto de 20 como de 100 Mbps
Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes
de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios
usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-
Windows
De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que
actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
VALORES DE BER TIPICOS
Ethernet 10BASE-5 lt10^-8
Ethernet 101001000BASE-T lt10^-10
Ethernet 10100BASE-F FDDI lt 4 x10^-11
Fiber Channel SONETSDHlt10^-12
GSM GPRS 10^-6 ndash 10^-8
CATV ADSL Sateacutelite lt 10^-5 ndash 10^-7
5 TOPOLOGIAS
Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los
diferentes host de una empresa o institucioacuten para poder asiacute compartir recursos y equipos
especiacuteficos Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden
interconectar o unir de diferentes formas siendo la forma elegida un factor fundamental
que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red La disposicioacuten de los
diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topologiacutea de la red La
topologiacutea idoacutenea para una red concreta va a depender de diferentes factores como el
nuacutemero de maacutequinas a interconectar el tipo de acceso al medio fiacutesico que deseemos etc
Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topologiacutea
1 La topologiacutea fiacutesica que es la disposicioacuten real de las maacutequinas dispositivos de red y
cableado (los medios) en la red
2 La topologiacutea loacutegica que es la forma en que las maacutequinas se comunican a traveacutes del
medio fiacutesico Los dos tipos maacutes comunes de topologiacuteas loacutegicas son broadcast (Ethernet) y
transmisioacuten de tokens (Token Ring)
3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones
La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia
todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para
utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento
en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten
de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a
cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la
red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host
y el proceso se vuelve a repetir
Topologiacutea de la Red Ethernet
La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo
de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se
conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos
forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal
La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el
cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de
cableado
TOPOLOGIA EN BUS
La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo
segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la
combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta
estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y
no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo
de estaciones de la red se fija en 1024
Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media
pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es
completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la
red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet
pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que
transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros
10-BASE-5
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto
Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados
transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo
agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del
cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la
estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la
interfaz se comunica con la computadora
Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que
acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una
tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el
transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso
llevar un microprocesador para controlar las transferencias
Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores
BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC
conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces
utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es
maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es
de 185 metros
10-BASE-2
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador
Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca
un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el
conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los
extremos si este se conecta directamente a un repetidor
TOPOLOGIA EN ESTRELLA
El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que
cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese
segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en
estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a
un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una
para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El
cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado
El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la
expansioacuten de la red
CONECTOR RJ-45
Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de
ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los
pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En
algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo
se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador
sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs
utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red
10-BASE-T
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico
Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas
10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios
Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia
entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-
BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con
un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red
Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se
puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la
conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos
casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores
5 Trama de red
En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de
datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos
especialmente en el Nivel de enlace de datos
Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten
chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de
datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel
de red
Formato de la trama de Ethernet
Trama DIX
Ethernet
Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS
8 bytes 6 bytes6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes
2 oacute 4
bytes
Trama IEEE
8023
Preaacutembul
oSOF Destino Origen
Longitu
dDatos Relleno FCS
7 bytes1
byte6 bytes
6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes4 bytes
Preaacutembulo
Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y
estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo
es
10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010
Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester
representan una forma de onda perioacutedica
SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama
Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s
consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes
significativo del campo de direccioacuten MAC de destino
Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor
debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF
Direccioacuten de destino
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se
enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast
o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar
si debe aceptar el paquete
Direccioacuten de origen
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se
enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la
direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos
Tipo
Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el
paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos
interpreta este campo
Datos
Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de
valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este
campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de
niveles superiores
FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)
Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de
Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el
receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la
trama
Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama
- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica
- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y
realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un
byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios
- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de
datos para obtener una suma
7 componentes de Ethernet
Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio
Ethernet a mano maacutes apropiado
Hay cuatro tipos principales de medios en uso
Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5
Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en
determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)
Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04
pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)
relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta
su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o
grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero
permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias
Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2
Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar
Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas
(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en
empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a
interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso
Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)
sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero
requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino
tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se
utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos
Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T
Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla
adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes
frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco
mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo
del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su
costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con
plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin
embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias
electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado
con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps
Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-
repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las
aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o
10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las
situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una
preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes
cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica
La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de
longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que
de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre
Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que
seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se
puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten
Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la
flexibilidad de la tecnologiacutea
Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de
paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation
Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE
liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha
vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan
Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el
disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene
aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una
resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir
la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas
Figura 1
El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura
1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes
electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras
que se comunican en la red
La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un
dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un
transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del
cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre
un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada
en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro
del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se
corte y se inserte una lsquoTrsquo
Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un
transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio
del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador
anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta
madre) y se conecta con el transceptor
Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra
fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las
sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite
la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute
en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato
digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el
transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente
llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la
potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la
operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o
recibiendo
Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las
intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema
operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta
instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la
transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido
finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple
dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede
contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria
de la computadora y el cable ether)
En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de
una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e
instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura
2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante
Figura 2
Capacidad de las redes Ethernet
El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden
transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una
computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red
no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar
datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico
total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y
pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace
posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa
que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por
ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o
muchas computadoras que generan cargas ligeras
La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE
8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo
suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles
Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El
propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red
sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una
longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo
el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama
La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se
encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que
es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser
transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por
un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se
encuentran en el campo da datos
La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de
direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023
permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite
solo direcciones de 6 Bytes
El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE
8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet
Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de
los cables utilizados
10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet
10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet
10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una
velocidad de 10 Mbps
100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica
multimodo (la F es por Fiber)
100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)
1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad
de 1 gigabite por segundo
1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S
es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)
1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L
es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)
Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado
Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del
nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran
aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de
legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces
de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor
adaptacioacuten y transicioacuten
Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos
Velocidad de transmisioacuten
- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea
Tipo de cable
- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea
Longitud maacutexima
- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones
repetidoras)
Topologiacutea
- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados
con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o
switches (estrella conmutada)
A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes
importantes
Tecnologiacuteas Ethernet
Tecnologiacutea
Velocidad de
transmisioacuten Tipo de cable
Distancia
maacutexima Topologiacutea
10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)
10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m
Estrella (Hub o
Switch)
10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o
Switch)
100BaseT4 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 3UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseTX 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 5UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m
No permite el uso de
hubs
1000BaseT 1000Mbps
4 pares trenzado
(categoriacutea 5e oacute
6UTP ) 100 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseSX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(multimodo) 550 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseLX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(monomodo) 5000 m
Estrella Full Duplex
(switch)
10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los
estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad
nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet
El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y
WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en
una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023
Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten
8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN
PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se
puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103
Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas
Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c
10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre
cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo
del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica
multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)
10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand
4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un
router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance
10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre
240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra
mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm
10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra
mono-modo (usando 1310nm)
10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre
fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido
interfaces enchufables de hasta 80-km
10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625
microm
10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado
para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera
SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-
ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas
distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)
Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado
principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin
embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par
trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada
para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-
duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex
Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes
Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802
10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten
comercial
La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las
especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para
Ethernet de 100 Mbps
Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes
apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios
productos en el mercado
Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones
1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de
sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la
transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado
100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como
veremos a continuacioacuten)
Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue
utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que
puede seguir usando los mismos cables de par trenzado
2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por
otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)
y que se denominoacute 100BaseVG
Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea
3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable
consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda
3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten
denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito
4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente
sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet
utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es
lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)
VELOCIDAD
En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea
circulan a la velocidad de 10 Mbps
Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades
superiores tanto de 20 como de 100 Mbps
Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes
de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios
usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-
Windows
De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que
actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
3 La topologiacutea matemaacutetica mapas de nodos y enlaces a menudo formando patrones
La topologiacutea de broadcast simplemente significa que cada host enviacutea sus datos hacia
todos los demaacutes hosts del medio de red Las estaciones no siguen ninguacuten orden para
utilizar la red sino que cada maacutequina accede a la red para transmitir datos en el momento
en que lo necesita Esta es la forma en que funciona Ethernet En cambio la transmisioacuten
de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eleacutectrico de forma secuencial a
cada host Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a traveacutes de la
red Si el host no tiene ninguacuten dato para enviar transmite el token hacia el siguiente host
y el proceso se vuelve a repetir
Topologiacutea de la Red Ethernet
La topologiacutea de las redes Ethernet 8023 consiste en un bus lineal que utiliza el meacutetodo
de acceso CSMACD En las realizaciones sobre cable coaxial las estaciones de trabajo se
conectan en serie conectando los segmentos de cable entre cada estacioacuten Los segmentos
forman un uacutenico y extenso sistema de cableado denominado liacutenea troncal
La versioacuten de cable trenzado de Ethernet adopta una topologiacutea en estrella en la que el
cable trazado hacia cada estacioacuten es una rama que parte de un concentrador central de
cableado
TOPOLOGIA EN BUS
La topologiacutea en bus de la red Ethernet facilita la utilizacioacuten de repetidores uniendo
segmentos que permiten extender la red hasta una longitud total de 25 kiloacutemetros y la
combinacioacuten de segmentos con distintos tipos de cableado Como limitaciones a esta
estructura arborescente entre dos estaciones no puede existir maacutes de una ruta posible y
no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo
de estaciones de la red se fija en 1024
Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media
pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es
completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la
red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet
pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que
transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros
10-BASE-5
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto
Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados
transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo
agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del
cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la
estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la
interfaz se comunica con la computadora
Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que
acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una
tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el
transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso
llevar un microprocesador para controlar las transferencias
Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores
BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC
conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces
utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es
maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es
de 185 metros
10-BASE-2
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador
Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca
un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el
conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los
extremos si este se conecta directamente a un repetidor
TOPOLOGIA EN ESTRELLA
El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que
cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese
segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en
estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a
un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una
para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El
cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado
El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la
expansioacuten de la red
CONECTOR RJ-45
Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de
ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los
pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En
algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo
se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador
sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs
utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red
10-BASE-T
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico
Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas
10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios
Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia
entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-
BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con
un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red
Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se
puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la
conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos
casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores
5 Trama de red
En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de
datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos
especialmente en el Nivel de enlace de datos
Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten
chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de
datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel
de red
Formato de la trama de Ethernet
Trama DIX
Ethernet
Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS
8 bytes 6 bytes6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes
2 oacute 4
bytes
Trama IEEE
8023
Preaacutembul
oSOF Destino Origen
Longitu
dDatos Relleno FCS
7 bytes1
byte6 bytes
6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes4 bytes
Preaacutembulo
Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y
estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo
es
10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010
Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester
representan una forma de onda perioacutedica
SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama
Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s
consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes
significativo del campo de direccioacuten MAC de destino
Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor
debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF
Direccioacuten de destino
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se
enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast
o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar
si debe aceptar el paquete
Direccioacuten de origen
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se
enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la
direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos
Tipo
Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el
paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos
interpreta este campo
Datos
Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de
valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este
campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de
niveles superiores
FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)
Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de
Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el
receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la
trama
Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama
- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica
- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y
realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un
byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios
- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de
datos para obtener una suma
7 componentes de Ethernet
Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio
Ethernet a mano maacutes apropiado
Hay cuatro tipos principales de medios en uso
Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5
Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en
determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)
Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04
pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)
relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta
su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o
grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero
permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias
Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2
Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar
Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas
(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en
empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a
interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso
Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)
sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero
requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino
tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se
utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos
Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T
Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla
adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes
frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco
mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo
del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su
costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con
plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin
embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias
electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado
con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps
Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-
repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las
aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o
10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las
situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una
preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes
cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica
La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de
longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que
de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre
Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que
seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se
puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten
Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la
flexibilidad de la tecnologiacutea
Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de
paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation
Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE
liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha
vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan
Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el
disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene
aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una
resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir
la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas
Figura 1
El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura
1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes
electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras
que se comunican en la red
La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un
dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un
transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del
cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre
un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada
en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro
del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se
corte y se inserte una lsquoTrsquo
Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un
transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio
del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador
anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta
madre) y se conecta con el transceptor
Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra
fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las
sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite
la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute
en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato
digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el
transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente
llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la
potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la
operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o
recibiendo
Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las
intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema
operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta
instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la
transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido
finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple
dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede
contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria
de la computadora y el cable ether)
En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de
una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e
instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura
2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante
Figura 2
Capacidad de las redes Ethernet
El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden
transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una
computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red
no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar
datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico
total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y
pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace
posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa
que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por
ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o
muchas computadoras que generan cargas ligeras
La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE
8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo
suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles
Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El
propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red
sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una
longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo
el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama
La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se
encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que
es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser
transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por
un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se
encuentran en el campo da datos
La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de
direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023
permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite
solo direcciones de 6 Bytes
El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE
8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet
Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de
los cables utilizados
10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet
10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet
10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una
velocidad de 10 Mbps
100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica
multimodo (la F es por Fiber)
100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)
1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad
de 1 gigabite por segundo
1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S
es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)
1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L
es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)
Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado
Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del
nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran
aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de
legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces
de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor
adaptacioacuten y transicioacuten
Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos
Velocidad de transmisioacuten
- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea
Tipo de cable
- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea
Longitud maacutexima
- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones
repetidoras)
Topologiacutea
- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados
con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o
switches (estrella conmutada)
A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes
importantes
Tecnologiacuteas Ethernet
Tecnologiacutea
Velocidad de
transmisioacuten Tipo de cable
Distancia
maacutexima Topologiacutea
10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)
10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m
Estrella (Hub o
Switch)
10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o
Switch)
100BaseT4 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 3UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseTX 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 5UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m
No permite el uso de
hubs
1000BaseT 1000Mbps
4 pares trenzado
(categoriacutea 5e oacute
6UTP ) 100 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseSX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(multimodo) 550 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseLX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(monomodo) 5000 m
Estrella Full Duplex
(switch)
10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los
estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad
nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet
El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y
WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en
una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023
Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten
8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN
PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se
puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103
Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas
Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c
10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre
cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo
del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica
multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)
10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand
4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un
router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance
10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre
240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra
mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm
10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra
mono-modo (usando 1310nm)
10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre
fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido
interfaces enchufables de hasta 80-km
10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625
microm
10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado
para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera
SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-
ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas
distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)
Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado
principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin
embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par
trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada
para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-
duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex
Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes
Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802
10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten
comercial
La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las
especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para
Ethernet de 100 Mbps
Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes
apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios
productos en el mercado
Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones
1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de
sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la
transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado
100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como
veremos a continuacioacuten)
Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue
utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que
puede seguir usando los mismos cables de par trenzado
2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por
otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)
y que se denominoacute 100BaseVG
Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea
3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable
consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda
3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten
denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito
4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente
sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet
utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es
lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)
VELOCIDAD
En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea
circulan a la velocidad de 10 Mbps
Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades
superiores tanto de 20 como de 100 Mbps
Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes
de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios
usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-
Windows
De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que
actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
no puede haber maacutes de dos repetidores de sentildeal entre dos estaciones El nuacutemero maacuteximo
de estaciones de la red se fija en 1024
Originalmente una red Ethernet consiste en un cable coaxial de un ancho de media
pulgada y hasta 500 metros de longitud (10-Base-5) El cable en siacute mismo es
completamente pasivo todos los elementos electroacutenicos activos que hacen funcionar a la
red estaacuten asociados a las computadoras conectadas a la misma Las redes Ethernet
pueden extenderse por medio de unos dispositivos denominados repetidores que
transmiten las sentildeales eleacutectricas de unos cables a otros
10-BASE-5
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -5 Coaxial Grueso 500 m 100 Cable original ahora obsoleto
Las conexiones de las estaciones al cable 10-BASE-5 se hacen por medio de los llamados
transceptores o transceivers En cada conexioacuten de un transceptor al cable un pequentildeo
agujero en las capas externas del cable permite a pequentildeas clavijas tocar el centro del
cable y el escudo metaacutelico El transceptor se conecta a un conector de la interfaz de la
estacioacuten por medio de un cable que puede tener hasta 50 metros de longitud A su vez la
interfaz se comunica con la computadora
Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que
acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una
tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el
transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso
llevar un microprocesador para controlar las transferencias
Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores
BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC
conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces
utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es
maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es
de 185 metros
10-BASE-2
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador
Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca
un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el
conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los
extremos si este se conecta directamente a un repetidor
TOPOLOGIA EN ESTRELLA
El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que
cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese
segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en
estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a
un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una
para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El
cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado
El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la
expansioacuten de la red
CONECTOR RJ-45
Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de
ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los
pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En
algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo
se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador
sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs
utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red
10-BASE-T
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico
Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas
10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios
Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia
entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-
BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con
un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red
Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se
puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la
conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos
casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores
5 Trama de red
En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de
datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos
especialmente en el Nivel de enlace de datos
Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten
chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de
datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel
de red
Formato de la trama de Ethernet
Trama DIX
Ethernet
Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS
8 bytes 6 bytes6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes
2 oacute 4
bytes
Trama IEEE
8023
Preaacutembul
oSOF Destino Origen
Longitu
dDatos Relleno FCS
7 bytes1
byte6 bytes
6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes4 bytes
Preaacutembulo
Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y
estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo
es
10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010
Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester
representan una forma de onda perioacutedica
SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama
Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s
consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes
significativo del campo de direccioacuten MAC de destino
Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor
debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF
Direccioacuten de destino
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se
enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast
o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar
si debe aceptar el paquete
Direccioacuten de origen
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se
enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la
direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos
Tipo
Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el
paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos
interpreta este campo
Datos
Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de
valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este
campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de
niveles superiores
FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)
Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de
Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el
receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la
trama
Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama
- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica
- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y
realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un
byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios
- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de
datos para obtener una suma
7 componentes de Ethernet
Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio
Ethernet a mano maacutes apropiado
Hay cuatro tipos principales de medios en uso
Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5
Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en
determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)
Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04
pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)
relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta
su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o
grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero
permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias
Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2
Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar
Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas
(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en
empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a
interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso
Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)
sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero
requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino
tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se
utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos
Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T
Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla
adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes
frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco
mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo
del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su
costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con
plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin
embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias
electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado
con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps
Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-
repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las
aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o
10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las
situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una
preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes
cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica
La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de
longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que
de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre
Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que
seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se
puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten
Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la
flexibilidad de la tecnologiacutea
Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de
paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation
Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE
liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha
vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan
Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el
disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene
aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una
resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir
la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas
Figura 1
El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura
1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes
electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras
que se comunican en la red
La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un
dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un
transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del
cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre
un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada
en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro
del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se
corte y se inserte una lsquoTrsquo
Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un
transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio
del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador
anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta
madre) y se conecta con el transceptor
Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra
fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las
sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite
la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute
en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato
digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el
transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente
llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la
potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la
operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o
recibiendo
Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las
intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema
operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta
instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la
transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido
finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple
dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede
contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria
de la computadora y el cable ether)
En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de
una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e
instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura
2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante
Figura 2
Capacidad de las redes Ethernet
El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden
transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una
computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red
no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar
datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico
total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y
pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace
posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa
que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por
ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o
muchas computadoras que generan cargas ligeras
La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE
8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo
suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles
Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El
propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red
sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una
longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo
el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama
La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se
encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que
es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser
transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por
un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se
encuentran en el campo da datos
La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de
direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023
permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite
solo direcciones de 6 Bytes
El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE
8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet
Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de
los cables utilizados
10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet
10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet
10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una
velocidad de 10 Mbps
100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica
multimodo (la F es por Fiber)
100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)
1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad
de 1 gigabite por segundo
1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S
es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)
1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L
es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)
Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado
Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del
nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran
aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de
legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces
de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor
adaptacioacuten y transicioacuten
Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos
Velocidad de transmisioacuten
- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea
Tipo de cable
- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea
Longitud maacutexima
- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones
repetidoras)
Topologiacutea
- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados
con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o
switches (estrella conmutada)
A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes
importantes
Tecnologiacuteas Ethernet
Tecnologiacutea
Velocidad de
transmisioacuten Tipo de cable
Distancia
maacutexima Topologiacutea
10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)
10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m
Estrella (Hub o
Switch)
10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o
Switch)
100BaseT4 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 3UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseTX 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 5UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m
No permite el uso de
hubs
1000BaseT 1000Mbps
4 pares trenzado
(categoriacutea 5e oacute
6UTP ) 100 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseSX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(multimodo) 550 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseLX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(monomodo) 5000 m
Estrella Full Duplex
(switch)
10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los
estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad
nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet
El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y
WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en
una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023
Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten
8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN
PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se
puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103
Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas
Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c
10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre
cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo
del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica
multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)
10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand
4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un
router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance
10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre
240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra
mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm
10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra
mono-modo (usando 1310nm)
10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre
fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido
interfaces enchufables de hasta 80-km
10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625
microm
10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado
para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera
SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-
ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas
distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)
Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado
principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin
embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par
trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada
para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-
duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex
Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes
Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802
10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten
comercial
La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las
especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para
Ethernet de 100 Mbps
Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes
apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios
productos en el mercado
Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones
1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de
sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la
transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado
100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como
veremos a continuacioacuten)
Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue
utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que
puede seguir usando los mismos cables de par trenzado
2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por
otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)
y que se denominoacute 100BaseVG
Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea
3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable
consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda
3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten
denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito
4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente
sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet
utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es
lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)
VELOCIDAD
En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea
circulan a la velocidad de 10 Mbps
Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades
superiores tanto de 20 como de 100 Mbps
Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes
de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios
usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-
Windows
De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que
actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
Para el sistema operativo la interfaz aparece como un dispositivo inputoutput que
acepta instrucciones controla el transceptor enviacutea una sentildeal de interrupcioacuten cuando una
tarea se ha llevado a cabo e informa sobre el estado de las operaciones Mientras que el
transceptor es un dispositivo hardware sencillo la interfaz puede ser compleja incluso
llevar un microprocesador para controlar las transferencias
Para la conexioacuten al cable 10-BASE-2 es necesario cortar el cable e insertar conectores
BNC para cable coaxial Para unir una computadora a la red se utiliza un conector BNC
conectado directamente a la interfaz de la computadora o a un transceptor a veces
utilizado con este tipo de cable por razones de flexibilidad Este tipo de cable coaxial es
maacutes fino flexible y barato que el 10-BASE-5 pero la longitud maacutexima de un segmento es
de 185 metros
10-BASE-2
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -2 Coaxial Delgado 185 m 30 No necesita concentrador
Tanto en el caso del 10-BSE-2 como en el 10-BASE-5 en los extremos del cable se coloca
un terminador que consiste en una resistencia de 50 ohmnios entre la malla y el
conductor central del cable coaxial A veces este terminador no existe en alguno de los
extremos si este se conecta directamente a un repetidor
TOPOLOGIA EN ESTRELLA
El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que
cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese
segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en
estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a
un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una
para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El
cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado
El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la
expansioacuten de la red
CONECTOR RJ-45
Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de
ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los
pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En
algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo
se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador
sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs
utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red
10-BASE-T
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico
Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas
10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios
Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia
entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-
BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con
un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red
Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se
puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la
conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos
casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores
5 Trama de red
En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de
datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos
especialmente en el Nivel de enlace de datos
Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten
chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de
datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel
de red
Formato de la trama de Ethernet
Trama DIX
Ethernet
Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS
8 bytes 6 bytes6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes
2 oacute 4
bytes
Trama IEEE
8023
Preaacutembul
oSOF Destino Origen
Longitu
dDatos Relleno FCS
7 bytes1
byte6 bytes
6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes4 bytes
Preaacutembulo
Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y
estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo
es
10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010
Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester
representan una forma de onda perioacutedica
SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama
Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s
consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes
significativo del campo de direccioacuten MAC de destino
Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor
debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF
Direccioacuten de destino
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se
enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast
o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar
si debe aceptar el paquete
Direccioacuten de origen
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se
enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la
direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos
Tipo
Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el
paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos
interpreta este campo
Datos
Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de
valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este
campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de
niveles superiores
FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)
Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de
Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el
receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la
trama
Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama
- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica
- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y
realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un
byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios
- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de
datos para obtener una suma
7 componentes de Ethernet
Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio
Ethernet a mano maacutes apropiado
Hay cuatro tipos principales de medios en uso
Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5
Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en
determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)
Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04
pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)
relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta
su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o
grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero
permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias
Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2
Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar
Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas
(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en
empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a
interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso
Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)
sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero
requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino
tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se
utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos
Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T
Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla
adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes
frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco
mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo
del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su
costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con
plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin
embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias
electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado
con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps
Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-
repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las
aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o
10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las
situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una
preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes
cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica
La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de
longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que
de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre
Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que
seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se
puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten
Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la
flexibilidad de la tecnologiacutea
Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de
paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation
Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE
liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha
vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan
Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el
disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene
aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una
resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir
la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas
Figura 1
El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura
1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes
electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras
que se comunican en la red
La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un
dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un
transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del
cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre
un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada
en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro
del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se
corte y se inserte una lsquoTrsquo
Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un
transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio
del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador
anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta
madre) y se conecta con el transceptor
Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra
fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las
sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite
la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute
en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato
digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el
transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente
llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la
potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la
operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o
recibiendo
Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las
intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema
operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta
instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la
transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido
finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple
dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede
contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria
de la computadora y el cable ether)
En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de
una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e
instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura
2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante
Figura 2
Capacidad de las redes Ethernet
El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden
transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una
computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red
no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar
datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico
total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y
pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace
posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa
que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por
ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o
muchas computadoras que generan cargas ligeras
La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE
8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo
suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles
Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El
propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red
sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una
longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo
el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama
La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se
encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que
es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser
transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por
un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se
encuentran en el campo da datos
La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de
direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023
permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite
solo direcciones de 6 Bytes
El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE
8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet
Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de
los cables utilizados
10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet
10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet
10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una
velocidad de 10 Mbps
100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica
multimodo (la F es por Fiber)
100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)
1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad
de 1 gigabite por segundo
1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S
es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)
1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L
es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)
Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado
Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del
nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran
aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de
legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces
de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor
adaptacioacuten y transicioacuten
Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos
Velocidad de transmisioacuten
- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea
Tipo de cable
- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea
Longitud maacutexima
- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones
repetidoras)
Topologiacutea
- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados
con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o
switches (estrella conmutada)
A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes
importantes
Tecnologiacuteas Ethernet
Tecnologiacutea
Velocidad de
transmisioacuten Tipo de cable
Distancia
maacutexima Topologiacutea
10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)
10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m
Estrella (Hub o
Switch)
10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o
Switch)
100BaseT4 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 3UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseTX 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 5UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m
No permite el uso de
hubs
1000BaseT 1000Mbps
4 pares trenzado
(categoriacutea 5e oacute
6UTP ) 100 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseSX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(multimodo) 550 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseLX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(monomodo) 5000 m
Estrella Full Duplex
(switch)
10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los
estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad
nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet
El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y
WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en
una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023
Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten
8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN
PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se
puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103
Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas
Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c
10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre
cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo
del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica
multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)
10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand
4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un
router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance
10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre
240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra
mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm
10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra
mono-modo (usando 1310nm)
10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre
fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido
interfaces enchufables de hasta 80-km
10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625
microm
10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado
para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera
SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-
ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas
distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)
Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado
principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin
embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par
trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada
para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-
duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex
Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes
Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802
10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten
comercial
La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las
especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para
Ethernet de 100 Mbps
Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes
apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios
productos en el mercado
Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones
1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de
sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la
transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado
100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como
veremos a continuacioacuten)
Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue
utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que
puede seguir usando los mismos cables de par trenzado
2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por
otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)
y que se denominoacute 100BaseVG
Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea
3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable
consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda
3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten
denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito
4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente
sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet
utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es
lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)
VELOCIDAD
En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea
circulan a la velocidad de 10 Mbps
Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades
superiores tanto de 20 como de 100 Mbps
Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes
de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios
usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-
Windows
De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que
actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
TOPOLOGIA EN ESTRELLA
El principal problema que se le achaca a la topologiacutea en bus de la red Ethernet es que
cualquier fallo en un segmento impide la comunicacioacuten a las estaciones conectadas a ese
segmento Por ello se desarrolloacute la 10-BASE-T que es una red Ethernet con topologiacutea en
estrella utilizando cables de par trenzado En esta topologiacutea las estaciones se conectan a
un concentrador pasivo o hub con un determinado nuacutemero de bases de conexioacuten una
para cada estacioacuten En las bases de conexioacuten se insertan conectores del tipo RJ-45 El
cableado que se utiliza entre las estaciones y el concentrador es del tipo de par trenzado
El hub tambieacuten se puede conectar a un bus o liacuteneas de fibra oacuteptica para facilitar la
expansioacuten de la red
CONECTOR RJ-45
Por lo general el cableado se realiza con cuatro pares trenzados aunque solo dos de
ellos se utilizan uno para transmisioacuten y otro para recepcioacuten La correspondencia entre los
pines cableados en la tarjeta adaptadora de la computadora y el hub es directa En
algunas ocasiones se utilizan cables cruzados donde los pines de recepcioacuten de un extremo
se unen mediante un par a los de transmisioacuten del otro La unioacuten directa de dos ordenador
sin utilizar un hub para formar una red con soacutelo dos estaciones o el entrelazado de hubs
utilizando un puerto convencional de cada uno para ampliar la red
10-BASE-T
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico
Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas
10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios
Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia
entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-
BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con
un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red
Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se
puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la
conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos
casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores
5 Trama de red
En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de
datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos
especialmente en el Nivel de enlace de datos
Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten
chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de
datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel
de red
Formato de la trama de Ethernet
Trama DIX
Ethernet
Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS
8 bytes 6 bytes6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes
2 oacute 4
bytes
Trama IEEE
8023
Preaacutembul
oSOF Destino Origen
Longitu
dDatos Relleno FCS
7 bytes1
byte6 bytes
6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes4 bytes
Preaacutembulo
Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y
estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo
es
10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010
Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester
representan una forma de onda perioacutedica
SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama
Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s
consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes
significativo del campo de direccioacuten MAC de destino
Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor
debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF
Direccioacuten de destino
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se
enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast
o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar
si debe aceptar el paquete
Direccioacuten de origen
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se
enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la
direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos
Tipo
Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el
paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos
interpreta este campo
Datos
Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de
valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este
campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de
niveles superiores
FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)
Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de
Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el
receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la
trama
Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama
- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica
- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y
realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un
byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios
- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de
datos para obtener una suma
7 componentes de Ethernet
Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio
Ethernet a mano maacutes apropiado
Hay cuatro tipos principales de medios en uso
Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5
Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en
determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)
Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04
pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)
relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta
su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o
grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero
permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias
Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2
Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar
Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas
(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en
empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a
interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso
Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)
sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero
requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino
tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se
utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos
Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T
Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla
adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes
frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco
mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo
del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su
costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con
plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin
embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias
electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado
con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps
Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-
repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las
aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o
10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las
situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una
preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes
cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica
La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de
longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que
de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre
Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que
seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se
puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten
Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la
flexibilidad de la tecnologiacutea
Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de
paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation
Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE
liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha
vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan
Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el
disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene
aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una
resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir
la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas
Figura 1
El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura
1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes
electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras
que se comunican en la red
La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un
dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un
transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del
cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre
un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada
en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro
del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se
corte y se inserte una lsquoTrsquo
Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un
transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio
del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador
anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta
madre) y se conecta con el transceptor
Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra
fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las
sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite
la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute
en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato
digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el
transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente
llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la
potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la
operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o
recibiendo
Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las
intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema
operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta
instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la
transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido
finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple
dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede
contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria
de la computadora y el cable ether)
En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de
una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e
instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura
2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante
Figura 2
Capacidad de las redes Ethernet
El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden
transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una
computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red
no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar
datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico
total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y
pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace
posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa
que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por
ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o
muchas computadoras que generan cargas ligeras
La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE
8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo
suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles
Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El
propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red
sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una
longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo
el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama
La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se
encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que
es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser
transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por
un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se
encuentran en el campo da datos
La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de
direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023
permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite
solo direcciones de 6 Bytes
El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE
8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet
Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de
los cables utilizados
10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet
10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet
10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una
velocidad de 10 Mbps
100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica
multimodo (la F es por Fiber)
100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)
1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad
de 1 gigabite por segundo
1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S
es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)
1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L
es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)
Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado
Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del
nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran
aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de
legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces
de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor
adaptacioacuten y transicioacuten
Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos
Velocidad de transmisioacuten
- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea
Tipo de cable
- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea
Longitud maacutexima
- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones
repetidoras)
Topologiacutea
- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados
con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o
switches (estrella conmutada)
A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes
importantes
Tecnologiacuteas Ethernet
Tecnologiacutea
Velocidad de
transmisioacuten Tipo de cable
Distancia
maacutexima Topologiacutea
10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)
10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m
Estrella (Hub o
Switch)
10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o
Switch)
100BaseT4 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 3UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseTX 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 5UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m
No permite el uso de
hubs
1000BaseT 1000Mbps
4 pares trenzado
(categoriacutea 5e oacute
6UTP ) 100 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseSX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(multimodo) 550 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseLX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(monomodo) 5000 m
Estrella Full Duplex
(switch)
10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los
estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad
nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet
El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y
WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en
una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023
Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten
8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN
PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se
puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103
Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas
Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c
10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre
cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo
del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica
multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)
10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand
4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un
router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance
10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre
240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra
mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm
10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra
mono-modo (usando 1310nm)
10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre
fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido
interfaces enchufables de hasta 80-km
10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625
microm
10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado
para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera
SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-
ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas
distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)
Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado
principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin
embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par
trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada
para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-
duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex
Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes
Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802
10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten
comercial
La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las
especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para
Ethernet de 100 Mbps
Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes
apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios
productos en el mercado
Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones
1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de
sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la
transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado
100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como
veremos a continuacioacuten)
Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue
utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que
puede seguir usando los mismos cables de par trenzado
2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por
otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)
y que se denominoacute 100BaseVG
Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea
3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable
consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda
3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten
denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito
4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente
sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet
utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es
lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)
VELOCIDAD
En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea
circulan a la velocidad de 10 Mbps
Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades
superiores tanto de 20 como de 100 Mbps
Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes
de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios
usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-
Windows
De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que
actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
10-BASE-T
Nombre Cable Seg Maacutex Nodos seg Ventajas
10- Base -T Par trenzado 100 m 1024 Sistema maacutes econoacutemico
Nombre Cable Seg Max Nodos seg Ventajas
10- Base -F Fibra oacuteptica 2000 m 1024 Mejor entre edificios
Tambieacuten existen hubs para cableado con fibra oacuteptica 10-BASE-F Con ello la distancia
entre la estacioacuten y el hub puede pasar de 100 metros que es el maacuteximo para el cable 10-
BASE-T a uno o dos kiloacutemetros En este caso el acoplamiento al ordenador se realiza con
un transceptor para fibra oacuteptica conectado a la tarjeta adaptadora de red
Utilizando los diferentes sistemas de cableado que admite la red Ethernet esta se
puede extender con una gran variedad de posibilidades entre las que se encuentra la
conexioacuten de redes de edificios proacuteximos mediante el uso tambieacuten de fibra oacuteptica En estos
casos se habraacuten de observar las reglas de extensioacuten de la red mediante repetidores
5 Trama de red
En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de
datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos
especialmente en el Nivel de enlace de datos
Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten
chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de
datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel
de red
Formato de la trama de Ethernet
Trama DIX
Ethernet
Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS
8 bytes 6 bytes6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes
2 oacute 4
bytes
Trama IEEE
8023
Preaacutembul
oSOF Destino Origen
Longitu
dDatos Relleno FCS
7 bytes1
byte6 bytes
6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes4 bytes
Preaacutembulo
Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y
estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo
es
10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010
Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester
representan una forma de onda perioacutedica
SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama
Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s
consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes
significativo del campo de direccioacuten MAC de destino
Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor
debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF
Direccioacuten de destino
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se
enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast
o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar
si debe aceptar el paquete
Direccioacuten de origen
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se
enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la
direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos
Tipo
Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el
paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos
interpreta este campo
Datos
Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de
valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este
campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de
niveles superiores
FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)
Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de
Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el
receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la
trama
Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama
- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica
- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y
realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un
byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios
- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de
datos para obtener una suma
7 componentes de Ethernet
Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio
Ethernet a mano maacutes apropiado
Hay cuatro tipos principales de medios en uso
Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5
Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en
determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)
Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04
pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)
relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta
su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o
grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero
permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias
Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2
Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar
Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas
(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en
empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a
interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso
Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)
sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero
requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino
tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se
utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos
Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T
Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla
adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes
frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco
mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo
del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su
costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con
plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin
embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias
electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado
con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps
Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-
repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las
aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o
10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las
situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una
preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes
cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica
La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de
longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que
de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre
Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que
seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se
puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten
Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la
flexibilidad de la tecnologiacutea
Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de
paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation
Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE
liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha
vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan
Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el
disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene
aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una
resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir
la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas
Figura 1
El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura
1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes
electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras
que se comunican en la red
La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un
dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un
transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del
cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre
un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada
en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro
del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se
corte y se inserte una lsquoTrsquo
Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un
transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio
del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador
anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta
madre) y se conecta con el transceptor
Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra
fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las
sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite
la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute
en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato
digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el
transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente
llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la
potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la
operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o
recibiendo
Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las
intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema
operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta
instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la
transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido
finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple
dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede
contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria
de la computadora y el cable ether)
En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de
una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e
instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura
2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante
Figura 2
Capacidad de las redes Ethernet
El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden
transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una
computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red
no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar
datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico
total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y
pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace
posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa
que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por
ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o
muchas computadoras que generan cargas ligeras
La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE
8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo
suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles
Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El
propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red
sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una
longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo
el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama
La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se
encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que
es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser
transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por
un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se
encuentran en el campo da datos
La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de
direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023
permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite
solo direcciones de 6 Bytes
El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE
8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet
Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de
los cables utilizados
10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet
10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet
10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una
velocidad de 10 Mbps
100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica
multimodo (la F es por Fiber)
100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)
1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad
de 1 gigabite por segundo
1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S
es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)
1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L
es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)
Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado
Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del
nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran
aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de
legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces
de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor
adaptacioacuten y transicioacuten
Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos
Velocidad de transmisioacuten
- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea
Tipo de cable
- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea
Longitud maacutexima
- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones
repetidoras)
Topologiacutea
- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados
con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o
switches (estrella conmutada)
A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes
importantes
Tecnologiacuteas Ethernet
Tecnologiacutea
Velocidad de
transmisioacuten Tipo de cable
Distancia
maacutexima Topologiacutea
10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)
10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m
Estrella (Hub o
Switch)
10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o
Switch)
100BaseT4 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 3UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseTX 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 5UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m
No permite el uso de
hubs
1000BaseT 1000Mbps
4 pares trenzado
(categoriacutea 5e oacute
6UTP ) 100 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseSX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(multimodo) 550 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseLX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(monomodo) 5000 m
Estrella Full Duplex
(switch)
10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los
estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad
nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet
El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y
WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en
una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023
Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten
8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN
PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se
puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103
Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas
Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c
10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre
cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo
del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica
multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)
10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand
4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un
router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance
10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre
240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra
mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm
10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra
mono-modo (usando 1310nm)
10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre
fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido
interfaces enchufables de hasta 80-km
10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625
microm
10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado
para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera
SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-
ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas
distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)
Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado
principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin
embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par
trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada
para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-
duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex
Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes
Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802
10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten
comercial
La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las
especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para
Ethernet de 100 Mbps
Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes
apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios
productos en el mercado
Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones
1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de
sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la
transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado
100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como
veremos a continuacioacuten)
Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue
utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que
puede seguir usando los mismos cables de par trenzado
2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por
otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)
y que se denominoacute 100BaseVG
Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea
3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable
consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda
3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten
denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito
4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente
sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet
utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es
lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)
VELOCIDAD
En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea
circulan a la velocidad de 10 Mbps
Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades
superiores tanto de 20 como de 100 Mbps
Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes
de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios
usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-
Windows
De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que
actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
5 Trama de red
En redes una trama es una unidad de enviacuteo de datos Viene a ser sinoacutenimo de paquete de
datos o Paquete de red aunque se aplica principalmente en los niveles OSI maacutes bajos
especialmente en el Nivel de enlace de datos
Normalmente una trama constaraacute de cabecera datos y cola En la cola suele estar alguacuten
chequeo de errores En la cabecera habraacute campos de control de protocolo La parte de
datos es la que quiera transmitir en nivel de comunicacioacuten superior tiacutepicamente el Nivel
de red
Formato de la trama de Ethernet
Trama DIX
Ethernet
Preaacutembulo Destino Origen Tipo Datos Relleno FCS
8 bytes 6 bytes6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes
2 oacute 4
bytes
Trama IEEE
8023
Preaacutembul
oSOF Destino Origen
Longitu
dDatos Relleno FCS
7 bytes1
byte6 bytes
6
bytes2 bytes
0 a 1500
bytes
0 a 46
bytes4 bytes
Preaacutembulo
Un campo de 7 bytes (56 bits) con una secuencia de bits usada para sincronizar y
estabilizar el medio fiacutesico antes de iniciar la transmisioacuten de datos El patroacuten del preaacutembulo
es
10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010
Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester
representan una forma de onda perioacutedica
SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama
Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s
consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes
significativo del campo de direccioacuten MAC de destino
Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor
debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF
Direccioacuten de destino
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se
enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast
o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar
si debe aceptar el paquete
Direccioacuten de origen
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se
enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la
direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos
Tipo
Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el
paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos
interpreta este campo
Datos
Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de
valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este
campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de
niveles superiores
FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)
Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de
Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el
receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la
trama
Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama
- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica
- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y
realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un
byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios
- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de
datos para obtener una suma
7 componentes de Ethernet
Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio
Ethernet a mano maacutes apropiado
Hay cuatro tipos principales de medios en uso
Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5
Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en
determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)
Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04
pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)
relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta
su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o
grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero
permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias
Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2
Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar
Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas
(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en
empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a
interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso
Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)
sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero
requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino
tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se
utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos
Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T
Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla
adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes
frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco
mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo
del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su
costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con
plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin
embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias
electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado
con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps
Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-
repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las
aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o
10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las
situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una
preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes
cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica
La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de
longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que
de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre
Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que
seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se
puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten
Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la
flexibilidad de la tecnologiacutea
Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de
paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation
Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE
liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha
vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan
Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el
disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene
aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una
resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir
la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas
Figura 1
El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura
1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes
electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras
que se comunican en la red
La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un
dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un
transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del
cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre
un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada
en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro
del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se
corte y se inserte una lsquoTrsquo
Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un
transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio
del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador
anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta
madre) y se conecta con el transceptor
Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra
fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las
sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite
la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute
en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato
digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el
transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente
llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la
potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la
operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o
recibiendo
Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las
intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema
operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta
instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la
transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido
finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple
dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede
contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria
de la computadora y el cable ether)
En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de
una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e
instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura
2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante
Figura 2
Capacidad de las redes Ethernet
El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden
transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una
computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red
no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar
datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico
total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y
pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace
posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa
que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por
ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o
muchas computadoras que generan cargas ligeras
La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE
8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo
suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles
Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El
propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red
sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una
longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo
el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama
La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se
encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que
es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser
transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por
un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se
encuentran en el campo da datos
La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de
direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023
permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite
solo direcciones de 6 Bytes
El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE
8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet
Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de
los cables utilizados
10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet
10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet
10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una
velocidad de 10 Mbps
100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica
multimodo (la F es por Fiber)
100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)
1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad
de 1 gigabite por segundo
1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S
es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)
1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L
es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)
Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado
Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del
nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran
aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de
legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces
de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor
adaptacioacuten y transicioacuten
Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos
Velocidad de transmisioacuten
- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea
Tipo de cable
- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea
Longitud maacutexima
- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones
repetidoras)
Topologiacutea
- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados
con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o
switches (estrella conmutada)
A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes
importantes
Tecnologiacuteas Ethernet
Tecnologiacutea
Velocidad de
transmisioacuten Tipo de cable
Distancia
maacutexima Topologiacutea
10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)
10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m
Estrella (Hub o
Switch)
10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o
Switch)
100BaseT4 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 3UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseTX 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 5UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m
No permite el uso de
hubs
1000BaseT 1000Mbps
4 pares trenzado
(categoriacutea 5e oacute
6UTP ) 100 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseSX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(multimodo) 550 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseLX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(monomodo) 5000 m
Estrella Full Duplex
(switch)
10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los
estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad
nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet
El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y
WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en
una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023
Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten
8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN
PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se
puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103
Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas
Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c
10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre
cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo
del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica
multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)
10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand
4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un
router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance
10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre
240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra
mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm
10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra
mono-modo (usando 1310nm)
10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre
fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido
interfaces enchufables de hasta 80-km
10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625
microm
10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado
para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera
SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-
ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas
distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)
Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado
principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin
embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par
trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada
para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-
duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex
Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes
Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802
10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten
comercial
La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las
especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para
Ethernet de 100 Mbps
Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes
apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios
productos en el mercado
Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones
1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de
sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la
transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado
100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como
veremos a continuacioacuten)
Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue
utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que
puede seguir usando los mismos cables de par trenzado
2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por
otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)
y que se denominoacute 100BaseVG
Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea
3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable
consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda
3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten
denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito
4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente
sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet
utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es
lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)
VELOCIDAD
En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea
circulan a la velocidad de 10 Mbps
Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades
superiores tanto de 20 como de 100 Mbps
Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes
de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios
usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-
Windows
De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que
actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010
Estos bits se transmiten en orden de izquierda a derecha y en la codificacioacuten Manchester
representan una forma de onda perioacutedica
SOF (Start Of Frame) Inicio de Trama
Campo de 1 byte (8 bits) con un patroacuten de 1s y 0s alternados y que termina con dos 1s
consecutivos El patroacuten del SOF es 10101011 Indica que el siguiente bit seraacute el bit maacutes
significativo del campo de direccioacuten MAC de destino
Aunque se detecte una colisioacuten durante la emisioacuten del preaacutembulo o del SOF el emisor
debe continuar enviando todos los bits de ambos hasta el fin del SOF
Direccioacuten de destino
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 hacia la que se
enviacutea la trama Esta direccioacuten de destino puede ser de una estacioacuten de un grupo multicast
o la direccioacuten de broadcast de la red Cada estacioacuten examina este campo para determinar
si debe aceptar el paquete
Direccioacuten de origen
Campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la direccioacuten MAC de tipo EUI-48 desde la que se
enviacutea la trama La estacioacuten que deba aceptar el paquete conoce por este campo la
direccioacuten de la estacioacuten origen con la cual intercambiaraacute datos
Tipo
Campo de 2 bytes (16 bits) que identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con el
paquete o en su defecto la longitud del campo de datos La capa de enlace de datos
interpreta este campo
Datos
Campo de 46 a 1500 Bytes de longitud Cada Byte contiene una secuencia arbitraria de
valores El campo de datos es la informacioacuten recibida del nivel de red (la carga uacutetil) Este
campo tambieacuten incluye los H3 y H4 (cabeceras de los niveles 3 y 4) provenientes de
niveles superiores
FCS (Frame Check Sequence - Secuencia de Verificacioacuten de Trama)
Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de
Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el
receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la
trama
Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama
- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica
- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y
realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un
byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios
- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de
datos para obtener una suma
7 componentes de Ethernet
Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio
Ethernet a mano maacutes apropiado
Hay cuatro tipos principales de medios en uso
Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5
Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en
determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)
Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04
pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)
relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta
su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o
grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero
permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias
Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2
Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar
Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas
(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en
empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a
interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso
Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)
sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero
requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino
tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se
utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos
Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T
Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla
adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes
frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco
mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo
del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su
costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con
plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin
embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias
electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado
con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps
Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-
repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las
aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o
10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las
situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una
preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes
cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica
La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de
longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que
de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre
Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que
seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se
puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten
Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la
flexibilidad de la tecnologiacutea
Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de
paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation
Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE
liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha
vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan
Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el
disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene
aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una
resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir
la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas
Figura 1
El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura
1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes
electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras
que se comunican en la red
La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un
dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un
transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del
cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre
un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada
en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro
del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se
corte y se inserte una lsquoTrsquo
Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un
transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio
del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador
anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta
madre) y se conecta con el transceptor
Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra
fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las
sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite
la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute
en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato
digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el
transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente
llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la
potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la
operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o
recibiendo
Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las
intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema
operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta
instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la
transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido
finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple
dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede
contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria
de la computadora y el cable ether)
En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de
una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e
instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura
2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante
Figura 2
Capacidad de las redes Ethernet
El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden
transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una
computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red
no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar
datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico
total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y
pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace
posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa
que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por
ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o
muchas computadoras que generan cargas ligeras
La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE
8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo
suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles
Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El
propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red
sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una
longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo
el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama
La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se
encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que
es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser
transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por
un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se
encuentran en el campo da datos
La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de
direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023
permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite
solo direcciones de 6 Bytes
El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE
8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet
Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de
los cables utilizados
10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet
10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet
10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una
velocidad de 10 Mbps
100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica
multimodo (la F es por Fiber)
100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)
1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad
de 1 gigabite por segundo
1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S
es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)
1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L
es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)
Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado
Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del
nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran
aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de
legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces
de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor
adaptacioacuten y transicioacuten
Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos
Velocidad de transmisioacuten
- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea
Tipo de cable
- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea
Longitud maacutexima
- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones
repetidoras)
Topologiacutea
- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados
con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o
switches (estrella conmutada)
A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes
importantes
Tecnologiacuteas Ethernet
Tecnologiacutea
Velocidad de
transmisioacuten Tipo de cable
Distancia
maacutexima Topologiacutea
10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)
10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m
Estrella (Hub o
Switch)
10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o
Switch)
100BaseT4 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 3UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseTX 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 5UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m
No permite el uso de
hubs
1000BaseT 1000Mbps
4 pares trenzado
(categoriacutea 5e oacute
6UTP ) 100 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseSX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(multimodo) 550 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseLX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(monomodo) 5000 m
Estrella Full Duplex
(switch)
10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los
estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad
nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet
El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y
WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en
una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023
Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten
8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN
PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se
puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103
Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas
Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c
10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre
cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo
del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica
multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)
10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand
4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un
router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance
10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre
240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra
mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm
10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra
mono-modo (usando 1310nm)
10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre
fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido
interfaces enchufables de hasta 80-km
10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625
microm
10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado
para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera
SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-
ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas
distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)
Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado
principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin
embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par
trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada
para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-
duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex
Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes
Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802
10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten
comercial
La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las
especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para
Ethernet de 100 Mbps
Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes
apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios
productos en el mercado
Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones
1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de
sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la
transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado
100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como
veremos a continuacioacuten)
Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue
utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que
puede seguir usando los mismos cables de par trenzado
2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por
otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)
y que se denominoacute 100BaseVG
Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea
3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable
consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda
3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten
denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito
4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente
sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet
utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es
lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)
VELOCIDAD
En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea
circulan a la velocidad de 10 Mbps
Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades
superiores tanto de 20 como de 100 Mbps
Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes
de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios
usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-
Windows
De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que
actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
Campo de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificacioacuten CRC (Control de
Redundancia Ciacuteclica) El emisor calcula este CRC usando todo el contenido de la trama y el
receptor lo recalcula y lo compara con el recibido a fin de verificar la integridad de la
trama
Metodos para calcular el nuacutemero de secuencia de verificacioacuten de trama
- Verificacioacuten por redundancia ciacuteclica
- Paridad bidimensional Coloca a cada uno de los bytes en un arreglo bidimensional y
realiza chequeos verticales y horizontales de redundancia sobre el mismo creando asiacute un
byte extra con un nuacutemero par o impar de 1s binarios
- Checksum (suma de verificacioacuten) de Internet Agrega los valores de todos los bits de
datos para obtener una suma
7 componentes de Ethernet
Una parte importante del disentildeo e instalacioacuten de una red Ethernet es seleccionar el medio
Ethernet a mano maacutes apropiado
Hay cuatro tipos principales de medios en uso
Cable Coaxial Grueso (Thick wire o Thick Ethernet) para redes 10BASE5
Es el cable maacutes utilizado en LANacutes en un principio y que auacuten hoy sigue usaacutendose en
determinadas circunstancias (alto grado de interferencias distancias largas etc)
Los diaacutemetros de su almamalla son 2695 mm Y el del total del cable de 04
pulgadas (aprox 1 cm) Como conector se emplea un transceptor (transceiver)
relativamente complejo ya que su insercioacuten en el cable implica una perforacioacuten hasta
su nuacutecleo (derivacioacuten del cable coaxial mediante un elemento tipo vampiro o
grifo) cable Thick o cable grueso es maacutes voluminoso caro y difiacutecil de instalar pero
permite conectar un mayor nuacutemero de nodos y alcanzar mayores distancias
Cable Coaxial Fino (Thin wire o Thin Ethernet) Para redes 10BASE2
Surgioacute como alternativa al cable anterior al ser maacutes baratoflexible y faacutecil de instalar
Los diaacutemetros de su almamalla son 1244 mm y el del cable soacutelo de 025 pulgadas
(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en
empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a
interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso
Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)
sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero
requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino
tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se
utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos
Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T
Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla
adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes
frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco
mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo
del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su
costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con
plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin
embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias
electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado
con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps
Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-
repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las
aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o
10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las
situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una
preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes
cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica
La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de
longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que
de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre
Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que
seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se
puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten
Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la
flexibilidad de la tecnologiacutea
Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de
paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation
Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE
liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha
vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan
Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el
disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene
aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una
resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir
la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas
Figura 1
El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura
1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes
electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras
que se comunican en la red
La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un
dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un
transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del
cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre
un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada
en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro
del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se
corte y se inserte una lsquoTrsquo
Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un
transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio
del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador
anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta
madre) y se conecta con el transceptor
Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra
fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las
sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite
la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute
en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato
digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el
transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente
llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la
potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la
operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o
recibiendo
Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las
intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema
operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta
instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la
transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido
finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple
dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede
contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria
de la computadora y el cable ether)
En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de
una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e
instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura
2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante
Figura 2
Capacidad de las redes Ethernet
El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden
transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una
computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red
no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar
datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico
total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y
pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace
posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa
que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por
ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o
muchas computadoras que generan cargas ligeras
La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE
8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo
suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles
Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El
propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red
sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una
longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo
el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama
La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se
encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que
es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser
transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por
un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se
encuentran en el campo da datos
La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de
direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023
permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite
solo direcciones de 6 Bytes
El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE
8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet
Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de
los cables utilizados
10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet
10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet
10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una
velocidad de 10 Mbps
100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica
multimodo (la F es por Fiber)
100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)
1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad
de 1 gigabite por segundo
1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S
es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)
1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L
es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)
Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado
Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del
nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran
aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de
legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces
de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor
adaptacioacuten y transicioacuten
Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos
Velocidad de transmisioacuten
- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea
Tipo de cable
- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea
Longitud maacutexima
- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones
repetidoras)
Topologiacutea
- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados
con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o
switches (estrella conmutada)
A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes
importantes
Tecnologiacuteas Ethernet
Tecnologiacutea
Velocidad de
transmisioacuten Tipo de cable
Distancia
maacutexima Topologiacutea
10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)
10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m
Estrella (Hub o
Switch)
10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o
Switch)
100BaseT4 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 3UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseTX 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 5UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m
No permite el uso de
hubs
1000BaseT 1000Mbps
4 pares trenzado
(categoriacutea 5e oacute
6UTP ) 100 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseSX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(multimodo) 550 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseLX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(monomodo) 5000 m
Estrella Full Duplex
(switch)
10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los
estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad
nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet
El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y
WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en
una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023
Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten
8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN
PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se
puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103
Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas
Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c
10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre
cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo
del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica
multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)
10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand
4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un
router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance
10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre
240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra
mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm
10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra
mono-modo (usando 1310nm)
10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre
fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido
interfaces enchufables de hasta 80-km
10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625
microm
10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado
para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera
SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-
ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas
distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)
Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado
principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin
embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par
trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada
para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-
duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex
Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes
Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802
10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten
comercial
La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las
especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para
Ethernet de 100 Mbps
Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes
apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios
productos en el mercado
Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones
1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de
sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la
transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado
100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como
veremos a continuacioacuten)
Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue
utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que
puede seguir usando los mismos cables de par trenzado
2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por
otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)
y que se denominoacute 100BaseVG
Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea
3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable
consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda
3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten
denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito
4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente
sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet
utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es
lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)
VELOCIDAD
En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea
circulan a la velocidad de 10 Mbps
Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades
superiores tanto de 20 como de 100 Mbps
Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes
de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios
usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-
Windows
De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que
actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
(algo maacutes de 05 cm) Sin embargo sus propiedades de transmisioacuten (perdidas en
empalmes y conexiones distancia maacutexima de enlace proteccioacuten gerente a
interferencias etc) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso
Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC (British National Connector)
sencillos y de alta calidad Ofrecen maacutes seguridad que los de tipo grifo pero
requieren un conocimiento previo de los puntos de conexioacuten cable Thin o cable fino
tambieacuten conocido como cheapernet por ser maacutes econoacutemico y faacutecil de instalar Soacutelo se
utiliza para redes con un nuacutemero reducido de nodos
Par Trenzado Sin Malla (Unshielded Twisted Pair o UTP) para redes 10BASE-T
Cable de pares trenzados maacutes simple y empleado sin ninguacuten tipo de apantalla
adicional y con una impedancia caracteriacutestica de 100 Ohmios El conector maacutes
frecuente con el UTP es el RJ45 parecido al utilizado en teleacutefonos RJ11 (pero un poco
mas grande) aunque tambieacuten puede usarse otro (RJ11 DB25DB11etc) dependiendo
del adaptador de red Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado por su
costo accesibilidad y faacutecil instalacioacuten Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con
plaacutestico PVC han demostrado un buen desempentildeo en las aplicaciones de hoy Sin
embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias
electromaacutegneticas del medio ambiente Para re4des 10Base-T Cable de par trenzado
con una longitud aproximada de 500 mts a una velocidad de 10 mbps
Fibra Optica (Fiber optic) para redes 10BASE-FL o para redes de Viacutenculos Inter-
repetidores de Fibra Optica (Fiber-Optic Inter-repeater Link o FOIRL) Para las
aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra oacuteptica o
10BASE-FL El cable de fibra oacuteptica es maacutes caro pero es inestimable para las
situaciones donde las emisiones electroacutenicas y los riesgos medioambientales son una
preocupacioacuten El cable de fibra oacuteptica puede ser uacutetil en aacutereas donde hay grandes
cantidades de interferencias electromagneacutetica como en la planta de una faacutebrica
La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de
longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que
de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre
Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que
seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se
puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten
Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la
flexibilidad de la tecnologiacutea
Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de
paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation
Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE
liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha
vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan
Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el
disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene
aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una
resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir
la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas
Figura 1
El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura
1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes
electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras
que se comunican en la red
La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un
dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un
transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del
cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre
un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada
en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro
del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se
corte y se inserte una lsquoTrsquo
Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un
transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio
del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador
anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta
madre) y se conecta con el transceptor
Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra
fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las
sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite
la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute
en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato
digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el
transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente
llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la
potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la
operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o
recibiendo
Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las
intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema
operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta
instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la
transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido
finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple
dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede
contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria
de la computadora y el cable ether)
En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de
una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e
instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura
2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante
Figura 2
Capacidad de las redes Ethernet
El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden
transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una
computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red
no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar
datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico
total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y
pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace
posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa
que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por
ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o
muchas computadoras que generan cargas ligeras
La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE
8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo
suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles
Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El
propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red
sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una
longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo
el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama
La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se
encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que
es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser
transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por
un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se
encuentran en el campo da datos
La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de
direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023
permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite
solo direcciones de 6 Bytes
El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE
8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet
Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de
los cables utilizados
10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet
10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet
10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una
velocidad de 10 Mbps
100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica
multimodo (la F es por Fiber)
100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)
1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad
de 1 gigabite por segundo
1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S
es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)
1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L
es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)
Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado
Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del
nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran
aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de
legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces
de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor
adaptacioacuten y transicioacuten
Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos
Velocidad de transmisioacuten
- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea
Tipo de cable
- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea
Longitud maacutexima
- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones
repetidoras)
Topologiacutea
- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados
con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o
switches (estrella conmutada)
A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes
importantes
Tecnologiacuteas Ethernet
Tecnologiacutea
Velocidad de
transmisioacuten Tipo de cable
Distancia
maacutexima Topologiacutea
10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)
10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m
Estrella (Hub o
Switch)
10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o
Switch)
100BaseT4 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 3UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseTX 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 5UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m
No permite el uso de
hubs
1000BaseT 1000Mbps
4 pares trenzado
(categoriacutea 5e oacute
6UTP ) 100 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseSX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(multimodo) 550 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseLX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(monomodo) 5000 m
Estrella Full Duplex
(switch)
10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los
estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad
nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet
El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y
WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en
una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023
Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten
8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN
PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se
puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103
Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas
Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c
10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre
cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo
del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica
multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)
10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand
4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un
router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance
10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre
240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra
mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm
10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra
mono-modo (usando 1310nm)
10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre
fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido
interfaces enchufables de hasta 80-km
10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625
microm
10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado
para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera
SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-
ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas
distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)
Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado
principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin
embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par
trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada
para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-
duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex
Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes
Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802
10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten
comercial
La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las
especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para
Ethernet de 100 Mbps
Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes
apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios
productos en el mercado
Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones
1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de
sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la
transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado
100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como
veremos a continuacioacuten)
Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue
utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que
puede seguir usando los mismos cables de par trenzado
2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por
otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)
y que se denominoacute 100BaseVG
Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea
3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable
consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda
3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten
denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito
4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente
sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet
utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es
lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)
VELOCIDAD
En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea
circulan a la velocidad de 10 Mbps
Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades
superiores tanto de 20 como de 100 Mbps
Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes
de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios
usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-
Windows
De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que
actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra oacuteptica de dos kiloacutemetros de
longitud haciendo Ethernet a fibra oacuteptica perfecto para conectar nodos y edificios que
de otro modo no podriacutean ser conectados con cableados de cobre
Una inversioacuten en cableado de fibra oacuteptica puede ser algo revalorizable dado que
seguacuten evolucionan las tecnologiacuteas de redes y aumenta la demanda de velocidad se
puede seguir utilizando el mismo cableado evitando nuevos gastos de instalacioacuten
Esta amplia variedad de medios refleja la evolucioacuten de Ethernet y tambieacuten demuestra la
flexibilidad de la tecnologiacutea
Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
Ethernet es el nombre que se le ha dado a una popular tecnologiacutea LAN de conmutacioacuten de
paquetes inventada por Xerox PARC a principios de los antildeos setenta Xerox Corporation
Intel Corporation y Digital Equipment Corporation estandarizaron Ethernet en 1978 IEEE
liberoacute una versioacuten compatible del estaacutendar utilizando el nuacutemero 8023 Ethernet se ha
vuelto una tecnologiacutea LAN popular muchas compantildeiacuteas medianas o grandes utilizan
Ethernet Dado que Ethernet es muy popular existen muchas variantes analizaremos el
disentildeo original primero y despueacutes cubriremos algunas variantes Cada cable Ethernet tiene
aproximadamente frac12 pulgada de diaacutemetro y mide hasta 500 m de largo Se antildeade una
resistencia entre el centro del cable y el blindaje en cada extremo del cable para prevenir
la reflexioacuten de sentildeales eleacutectricas
Figura 1
El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura
1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes
electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras
que se comunican en la red
La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un
dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un
transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del
cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre
un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada
en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro
del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se
corte y se inserte una lsquoTrsquo
Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un
transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio
del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador
anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta
madre) y se conecta con el transceptor
Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra
fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las
sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite
la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute
en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato
digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el
transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente
llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la
potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la
operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o
recibiendo
Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las
intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema
operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta
instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la
transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido
finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple
dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede
contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria
de la computadora y el cable ether)
En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de
una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e
instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura
2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante
Figura 2
Capacidad de las redes Ethernet
El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden
transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una
computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red
no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar
datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico
total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y
pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace
posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa
que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por
ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o
muchas computadoras que generan cargas ligeras
La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE
8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo
suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles
Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El
propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red
sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una
longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo
el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama
La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se
encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que
es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser
transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por
un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se
encuentran en el campo da datos
La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de
direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023
permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite
solo direcciones de 6 Bytes
El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE
8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet
Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de
los cables utilizados
10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet
10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet
10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una
velocidad de 10 Mbps
100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica
multimodo (la F es por Fiber)
100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)
1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad
de 1 gigabite por segundo
1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S
es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)
1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L
es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)
Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado
Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del
nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran
aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de
legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces
de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor
adaptacioacuten y transicioacuten
Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos
Velocidad de transmisioacuten
- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea
Tipo de cable
- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea
Longitud maacutexima
- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones
repetidoras)
Topologiacutea
- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados
con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o
switches (estrella conmutada)
A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes
importantes
Tecnologiacuteas Ethernet
Tecnologiacutea
Velocidad de
transmisioacuten Tipo de cable
Distancia
maacutexima Topologiacutea
10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)
10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m
Estrella (Hub o
Switch)
10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o
Switch)
100BaseT4 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 3UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseTX 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 5UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m
No permite el uso de
hubs
1000BaseT 1000Mbps
4 pares trenzado
(categoriacutea 5e oacute
6UTP ) 100 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseSX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(multimodo) 550 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseLX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(monomodo) 5000 m
Estrella Full Duplex
(switch)
10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los
estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad
nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet
El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y
WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en
una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023
Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten
8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN
PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se
puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103
Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas
Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c
10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre
cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo
del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica
multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)
10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand
4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un
router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance
10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre
240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra
mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm
10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra
mono-modo (usando 1310nm)
10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre
fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido
interfaces enchufables de hasta 80-km
10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625
microm
10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado
para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera
SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-
ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas
distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)
Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado
principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin
embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par
trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada
para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-
duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex
Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes
Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802
10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten
comercial
La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las
especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para
Ethernet de 100 Mbps
Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes
apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios
productos en el mercado
Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones
1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de
sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la
transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado
100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como
veremos a continuacioacuten)
Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue
utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que
puede seguir usando los mismos cables de par trenzado
2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por
otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)
y que se denominoacute 100BaseVG
Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea
3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable
consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda
3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten
denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito
4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente
sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet
utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es
lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)
VELOCIDAD
En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea
circulan a la velocidad de 10 Mbps
Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades
superiores tanto de 20 como de 100 Mbps
Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes
de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios
usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-
Windows
De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que
actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
Figura 1
El disentildeo original de Ethernet utilizaba cable coaxial como el mostrado en la figura
1 Llamado ether el cable por siacute mismo es completamente pasivo todos los componentes
electroacutenicos activos que hacen que la red funcione estaacuten asociados con las computadoras
que se comunican en la red
La conexioacuten entre una computadora y un cable coaxial Ethernet requiere de un
dispositivo de hardware llamado transceptor Fiacutesicamente la conexioacuten entre un
transceptor y el cable Ethernet requiere de una pequentildea perforacioacuten a la capa exterior del
cable Los teacutecnicos con frecuencia utilizan el teacutermino tap para describir la conexioacuten entre
un transceptor Ethernet y el cable Por lo general una pequentildea aguja de metal montada
en el transceptor atraviesa la perforacioacuten y proporciona el contacto eleacutectrico con el centro
del cable y el blindaje trenzado Algunos fabricantes de conectores hacen que el cable se
corte y se inserte una lsquoTrsquo
Cada conexioacuten a una red Ethernet tiene dos componentes electroacutenicos mayores Un
transceptor es conectado al centro del cable y al blindaje trenzado del cable por medio
del cual recibe y enviacutea sentildeales por el cable ether Una interfaz anfitrioacuten o adaptador
anfitrioacuten se conecta dentro del bus de la computadora (por ejemplo en una tarjeta
madre) y se conecta con el transceptor
Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra
fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las
sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite
la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute
en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato
digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el
transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente
llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la
potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la
operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o
recibiendo
Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las
intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema
operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta
instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la
transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido
finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple
dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede
contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria
de la computadora y el cable ether)
En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de
una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e
instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura
2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante
Figura 2
Capacidad de las redes Ethernet
El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden
transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una
computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red
no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar
datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico
total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y
pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace
posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa
que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por
ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o
muchas computadoras que generan cargas ligeras
La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE
8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo
suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles
Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El
propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red
sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una
longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo
el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama
La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se
encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que
es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser
transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por
un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se
encuentran en el campo da datos
La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de
direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023
permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite
solo direcciones de 6 Bytes
El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE
8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet
Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de
los cables utilizados
10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet
10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet
10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una
velocidad de 10 Mbps
100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica
multimodo (la F es por Fiber)
100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)
1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad
de 1 gigabite por segundo
1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S
es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)
1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L
es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)
Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado
Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del
nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran
aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de
legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces
de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor
adaptacioacuten y transicioacuten
Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos
Velocidad de transmisioacuten
- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea
Tipo de cable
- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea
Longitud maacutexima
- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones
repetidoras)
Topologiacutea
- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados
con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o
switches (estrella conmutada)
A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes
importantes
Tecnologiacuteas Ethernet
Tecnologiacutea
Velocidad de
transmisioacuten Tipo de cable
Distancia
maacutexima Topologiacutea
10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)
10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m
Estrella (Hub o
Switch)
10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o
Switch)
100BaseT4 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 3UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseTX 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 5UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m
No permite el uso de
hubs
1000BaseT 1000Mbps
4 pares trenzado
(categoriacutea 5e oacute
6UTP ) 100 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseSX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(multimodo) 550 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseLX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(monomodo) 5000 m
Estrella Full Duplex
(switch)
10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los
estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad
nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet
El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y
WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en
una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023
Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten
8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN
PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se
puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103
Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas
Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c
10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre
cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo
del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica
multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)
10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand
4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un
router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance
10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre
240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra
mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm
10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra
mono-modo (usando 1310nm)
10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre
fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido
interfaces enchufables de hasta 80-km
10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625
microm
10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado
para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera
SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-
ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas
distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)
Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado
principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin
embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par
trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada
para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-
duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex
Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes
Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802
10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten
comercial
La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las
especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para
Ethernet de 100 Mbps
Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes
apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios
productos en el mercado
Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones
1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de
sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la
transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado
100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como
veremos a continuacioacuten)
Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue
utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que
puede seguir usando los mismos cables de par trenzado
2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por
otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)
y que se denominoacute 100BaseVG
Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea
3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable
consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda
3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten
denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito
4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente
sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet
utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es
lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)
VELOCIDAD
En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea
circulan a la velocidad de 10 Mbps
Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades
superiores tanto de 20 como de 100 Mbps
Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes
de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios
usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-
Windows
De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que
actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
Un transceptor es una pequentildea pieza de hardware que por lo comuacuten se encuentra
fiacutesicamente junto al cable ether Ademaacutes del hardware anaacutelogo que enviacutea y controla las
sentildeales eleacutectricas en el cable ether un transceptor contiene circuiteriacutea digital que permite
la comunicacioacuten con una computadora digital El transceptor cuando el cable ether estaacute
en uso puede recibir y traducir sentildeales eleacutectricas analoacutegicas hacia o desde un formato
digital en el cable ether Un cable llamado Attachment Unit Interface (AUI) conecta el
transceptor con la tarjeta del adapatador en una computadora anfitrioacuten Informalmente
llamado cable transceptor el cable AUI contiene muchos cables Los cables transportan la
potencia eleacutectrica necesaria para operar el transceptor las sentildeales de control para la
operacioacuten del transceptor y el contenido de los paquetes que se estaacuten enviando o
recibiendo
Cada interfaz de anfitrioacuten controla la operacioacuten de un transceptor de acuerdo a las
intrucciones que recibe del software de la computadora Para el software del sistema
operativo la interfaz aparece como un dispositivo de entradasalida que acepta
instrucciones de transferencia de datos baacutesicas desde la computadora controla la
transferencia del transceptor e interrumpe el proceso cuando eacuteste ha concluido
finalmente reporta la informacioacuten de estado Aun cuando el transceptor es un simple
dispositivo de hardware la interfaz de anfitrioacuten puede ser compleja (por ejemplo puede
contener un microprocesador utilizado para controlar la transferencia entre la memoria
de la computadora y el cable ether)
En la praacutectica las organizaciones que utilizan Ethernet original en el ambiente de
una oficina convencional extienden el cable Ethernet por el techo de las habitaciones e
instalan una conexioacuten para cada oficina conectaacutendola de este modo con el cable La figura
2 ilustra el esquema de cableado fiacutesico resultante
Figura 2
Capacidad de las redes Ethernet
El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden
transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una
computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red
no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar
datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico
total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y
pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace
posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa
que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por
ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o
muchas computadoras que generan cargas ligeras
La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE
8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo
suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles
Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El
propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red
sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una
longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo
el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama
La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se
encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que
es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser
transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por
un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se
encuentran en el campo da datos
La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de
direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023
permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite
solo direcciones de 6 Bytes
El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE
8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet
Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de
los cables utilizados
10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet
10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet
10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una
velocidad de 10 Mbps
100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica
multimodo (la F es por Fiber)
100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)
1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad
de 1 gigabite por segundo
1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S
es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)
1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L
es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)
Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado
Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del
nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran
aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de
legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces
de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor
adaptacioacuten y transicioacuten
Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos
Velocidad de transmisioacuten
- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea
Tipo de cable
- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea
Longitud maacutexima
- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones
repetidoras)
Topologiacutea
- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados
con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o
switches (estrella conmutada)
A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes
importantes
Tecnologiacuteas Ethernet
Tecnologiacutea
Velocidad de
transmisioacuten Tipo de cable
Distancia
maacutexima Topologiacutea
10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)
10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m
Estrella (Hub o
Switch)
10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o
Switch)
100BaseT4 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 3UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseTX 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 5UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m
No permite el uso de
hubs
1000BaseT 1000Mbps
4 pares trenzado
(categoriacutea 5e oacute
6UTP ) 100 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseSX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(multimodo) 550 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseLX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(monomodo) 5000 m
Estrella Full Duplex
(switch)
10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los
estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad
nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet
El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y
WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en
una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023
Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten
8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN
PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se
puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103
Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas
Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c
10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre
cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo
del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica
multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)
10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand
4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un
router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance
10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre
240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra
mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm
10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra
mono-modo (usando 1310nm)
10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre
fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido
interfaces enchufables de hasta 80-km
10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625
microm
10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado
para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera
SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-
ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas
distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)
Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado
principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin
embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par
trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada
para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-
duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex
Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes
Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802
10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten
comercial
La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las
especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para
Ethernet de 100 Mbps
Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes
apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios
productos en el mercado
Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones
1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de
sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la
transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado
100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como
veremos a continuacioacuten)
Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue
utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que
puede seguir usando los mismos cables de par trenzado
2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por
otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)
y que se denominoacute 100BaseVG
Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea
3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable
consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda
3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten
denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito
4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente
sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet
utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es
lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)
VELOCIDAD
En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea
circulan a la velocidad de 10 Mbps
Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades
superiores tanto de 20 como de 100 Mbps
Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes
de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios
usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-
Windows
De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que
actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
Figura 2
Capacidad de las redes Ethernet
El estaacutendar Ethernet se define en 10 Mbps lo cual significa que los datos pueden
transmitirse por el cable a razoacuten de 10 millones de bits por segundo A pesar de que una
computadora puede generar datos a la velocidad de la red Ethernet la velocidad de la red
no debe pensarse como la velocidad a la que dos computadoras pueden intercambiar
datos La velocidad de la red debe pensarse como una medida de la capacidad del traacutefico
total de la red Pensemos en una red como en una carretera que conecta varias ciudades y
pensemos en los paquetes como en coches en la carretera Un ancho de banda alto hace
posible transferir cargas de traacutefico pesadas mientras que un ancho de banda bajo significa
que la carretera no puede transportar mucho traacutefico Una red Ethernet a 10 Mbps por
ejemplo puede soportar unas cuantas computadoras que generan cargas pesadas o
muchas computadoras que generan cargas ligeras
La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE
8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo
suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles
Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El
propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red
sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una
longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo
el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama
La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se
encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que
es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser
transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por
un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se
encuentran en el campo da datos
La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de
direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023
permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite
solo direcciones de 6 Bytes
El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE
8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet
Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de
los cables utilizados
10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet
10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet
10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una
velocidad de 10 Mbps
100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica
multimodo (la F es por Fiber)
100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)
1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad
de 1 gigabite por segundo
1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S
es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)
1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L
es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)
Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado
Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del
nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran
aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de
legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces
de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor
adaptacioacuten y transicioacuten
Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos
Velocidad de transmisioacuten
- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea
Tipo de cable
- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea
Longitud maacutexima
- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones
repetidoras)
Topologiacutea
- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados
con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o
switches (estrella conmutada)
A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes
importantes
Tecnologiacuteas Ethernet
Tecnologiacutea
Velocidad de
transmisioacuten Tipo de cable
Distancia
maacutexima Topologiacutea
10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)
10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m
Estrella (Hub o
Switch)
10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o
Switch)
100BaseT4 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 3UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseTX 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 5UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m
No permite el uso de
hubs
1000BaseT 1000Mbps
4 pares trenzado
(categoriacutea 5e oacute
6UTP ) 100 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseSX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(multimodo) 550 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseLX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(monomodo) 5000 m
Estrella Full Duplex
(switch)
10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los
estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad
nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet
El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y
WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en
una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023
Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten
8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN
PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se
puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103
Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas
Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c
10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre
cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo
del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica
multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)
10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand
4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un
router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance
10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre
240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra
mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm
10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra
mono-modo (usando 1310nm)
10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre
fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido
interfaces enchufables de hasta 80-km
10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625
microm
10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado
para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera
SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-
ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas
distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)
Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado
principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin
embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par
trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada
para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-
duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex
Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes
Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802
10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten
comercial
La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las
especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para
Ethernet de 100 Mbps
Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes
apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios
productos en el mercado
Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones
1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de
sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la
transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado
100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como
veremos a continuacioacuten)
Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue
utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que
puede seguir usando los mismos cables de par trenzado
2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por
otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)
y que se denominoacute 100BaseVG
Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea
3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable
consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda
3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten
denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito
4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente
sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet
utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es
lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)
VELOCIDAD
En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea
circulan a la velocidad de 10 Mbps
Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades
superiores tanto de 20 como de 100 Mbps
Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes
de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios
usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-
Windows
De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que
actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
La diferencia maacutes significativa entre la tecnologiacutea Ethernet original y el estaacutendar IEEE
8023 es la diferencia entre los formatos de sus tramas Esta diferencia es lo
suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles
Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas estaacute en el preaacutembulo El
propoacutesito del preaacutembulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red
sincronizarse a si mismos a la trama entrante El preaacutembulo en Ethernet tiene una
longitud de 8 bytes pero en IEEE 8023 la longitud del mismo es de 7 bytes en este uacuteltimo
el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama
La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se
encuentra en la trama Ethernet Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que
es transportado en la trama Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser
transportados en la trama El campo tipo fue reemplazado en el estaacutendar IEEE 8023 por
un campo longitud de trama el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se
encuentran en el campo da datos
La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de
direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023
permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite
solo direcciones de 6 Bytes
El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE
8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet
Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de
los cables utilizados
10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet
10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet
10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una
velocidad de 10 Mbps
100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica
multimodo (la F es por Fiber)
100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)
1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad
de 1 gigabite por segundo
1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S
es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)
1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L
es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)
Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado
Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del
nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran
aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de
legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces
de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor
adaptacioacuten y transicioacuten
Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos
Velocidad de transmisioacuten
- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea
Tipo de cable
- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea
Longitud maacutexima
- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones
repetidoras)
Topologiacutea
- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados
con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o
switches (estrella conmutada)
A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes
importantes
Tecnologiacuteas Ethernet
Tecnologiacutea
Velocidad de
transmisioacuten Tipo de cable
Distancia
maacutexima Topologiacutea
10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)
10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m
Estrella (Hub o
Switch)
10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o
Switch)
100BaseT4 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 3UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseTX 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 5UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m
No permite el uso de
hubs
1000BaseT 1000Mbps
4 pares trenzado
(categoriacutea 5e oacute
6UTP ) 100 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseSX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(multimodo) 550 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseLX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(monomodo) 5000 m
Estrella Full Duplex
(switch)
10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los
estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad
nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet
El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y
WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en
una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023
Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten
8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN
PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se
puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103
Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas
Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c
10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre
cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo
del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica
multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)
10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand
4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un
router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance
10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre
240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra
mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm
10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra
mono-modo (usando 1310nm)
10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre
fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido
interfaces enchufables de hasta 80-km
10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625
microm
10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado
para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera
SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-
ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas
distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)
Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado
principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin
embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par
trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada
para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-
duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex
Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes
Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802
10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten
comercial
La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las
especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para
Ethernet de 100 Mbps
Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes
apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios
productos en el mercado
Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones
1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de
sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la
transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado
100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como
veremos a continuacioacuten)
Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue
utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que
puede seguir usando los mismos cables de par trenzado
2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por
otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)
y que se denominoacute 100BaseVG
Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea
3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable
consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda
3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten
denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito
4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente
sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet
utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es
lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)
VELOCIDAD
En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea
circulan a la velocidad de 10 Mbps
Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades
superiores tanto de 20 como de 100 Mbps
Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes
de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios
usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-
Windows
De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que
actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de
direccioacuten tanto de destino como de origen Mientras que el formato de IEEE 8023
permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes el estaacutendar Ethernet permite
solo direcciones de 6 Bytes
El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE
8023 pero la tecnologiacutea de red continua siendo referenciada como Ethernet
Se distinguen diferentes variantes de tecnologiacutea Ethernet seguacuten el tipo y el diaacutemetro de
los cables utilizados
10Base2 el cable que se usa es un cable coaxial delgado llamado thin Ethernet
10Base5 el cable que se usa es un cable coaxial grueso llamado thick Ethernet
10Base-T se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una
velocidad de 10 Mbps
100Base-FX permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra oacuteptica
multimodo (la F es por Fiber)
100Base-TX es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps)
1000Base-T utiliza dos pares de cables trenzados de categoriacutea 5 y permite una velocidad
de 1 gigabite por segundo
1000Base-SX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S
es por short) de 850 nanoacutemetros (770 a 860 nm)
1000Base-LX se basa en fibra oacuteptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L
es por long) de 1350 nanoacutemetros (1270 a 1355 nm)
Ethernet es una tecnologiacutea muy usada ya que su costo no es muy elevado
Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del
nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran
aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de
legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces
de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor
adaptacioacuten y transicioacuten
Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos
Velocidad de transmisioacuten
- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea
Tipo de cable
- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea
Longitud maacutexima
- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones
repetidoras)
Topologiacutea
- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados
con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o
switches (estrella conmutada)
A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes
importantes
Tecnologiacuteas Ethernet
Tecnologiacutea
Velocidad de
transmisioacuten Tipo de cable
Distancia
maacutexima Topologiacutea
10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)
10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m
Estrella (Hub o
Switch)
10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o
Switch)
100BaseT4 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 3UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseTX 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 5UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m
No permite el uso de
hubs
1000BaseT 1000Mbps
4 pares trenzado
(categoriacutea 5e oacute
6UTP ) 100 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseSX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(multimodo) 550 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseLX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(monomodo) 5000 m
Estrella Full Duplex
(switch)
10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los
estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad
nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet
El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y
WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en
una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023
Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten
8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN
PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se
puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103
Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas
Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c
10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre
cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo
del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica
multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)
10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand
4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un
router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance
10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre
240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra
mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm
10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra
mono-modo (usando 1310nm)
10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre
fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido
interfaces enchufables de hasta 80-km
10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625
microm
10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado
para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera
SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-
ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas
distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)
Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado
principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin
embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par
trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada
para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-
duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex
Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes
Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802
10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten
comercial
La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las
especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para
Ethernet de 100 Mbps
Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes
apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios
productos en el mercado
Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones
1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de
sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la
transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado
100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como
veremos a continuacioacuten)
Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue
utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que
puede seguir usando los mismos cables de par trenzado
2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por
otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)
y que se denominoacute 100BaseVG
Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea
3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable
consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda
3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten
denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito
4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente
sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet
utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es
lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)
VELOCIDAD
En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea
circulan a la velocidad de 10 Mbps
Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades
superiores tanto de 20 como de 100 Mbps
Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes
de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios
usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-
Windows
De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que
actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
Hace ya mucho tiempo que Ethernet consiguioacute situarse como el principal protocolo del
nivel de enlace Ethernet 10Base2 consiguioacute ya en la deacutecada de los 90s una gran
aceptacioacuten en el sector Hoy por hoy 10Base2 se considera como una tecnologiacutea de
legado respecto a 100BaseT Hoy los fabricantes ya desarrollaron adaptadores capaces
de trabajar tanto con la tecnologiacutea 10baseT como la 100BaseT y esto ayuda a una mejor
adaptacioacuten y transicioacuten
Las tecnologiacuteas Ethernet que existen se diferencian en estos conceptos
Velocidad de transmisioacuten
- Velocidad a la que transmite la tecnologiacutea
Tipo de cable
- Tecnologiacutea del nivel fiacutesico que usa la tecnologiacutea
Longitud maacutexima
- Distancia maacutexima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones
repetidoras)
Topologiacutea
- Determina la forma fiacutesica de la red Bus si se usan conectores T (hoy soacutelo usados
con las tecnologiacuteas maacutes antiguas) y estrella si se usan hubs (estrella de difusioacuten) o
switches (estrella conmutada)
A continuacioacuten se especifican los anteriores conceptos en las tecnologiacuteas maacutes
importantes
Tecnologiacuteas Ethernet
Tecnologiacutea
Velocidad de
transmisioacuten Tipo de cable
Distancia
maacutexima Topologiacutea
10Base2 10 Mbps Coaxial 185 m Bus (Conector T)
10BaseT 10 Mbps Par Trenzado 100 m
Estrella (Hub o
Switch)
10BaseF 10 Mbps Fibra oacuteptica 2000 m Estrella (Hub o
Switch)
100BaseT4 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 3UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseTX 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 5UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m
No permite el uso de
hubs
1000BaseT 1000Mbps
4 pares trenzado
(categoriacutea 5e oacute
6UTP ) 100 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseSX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(multimodo) 550 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseLX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(monomodo) 5000 m
Estrella Full Duplex
(switch)
10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los
estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad
nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet
El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y
WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en
una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023
Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten
8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN
PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se
puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103
Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas
Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c
10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre
cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo
del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica
multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)
10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand
4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un
router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance
10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre
240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra
mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm
10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra
mono-modo (usando 1310nm)
10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre
fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido
interfaces enchufables de hasta 80-km
10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625
microm
10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado
para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera
SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-
ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas
distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)
Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado
principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin
embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par
trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada
para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-
duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex
Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes
Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802
10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten
comercial
La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las
especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para
Ethernet de 100 Mbps
Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes
apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios
productos en el mercado
Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones
1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de
sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la
transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado
100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como
veremos a continuacioacuten)
Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue
utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que
puede seguir usando los mismos cables de par trenzado
2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por
otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)
y que se denominoacute 100BaseVG
Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea
3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable
consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda
3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten
denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito
4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente
sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet
utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es
lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)
VELOCIDAD
En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea
circulan a la velocidad de 10 Mbps
Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades
superiores tanto de 20 como de 100 Mbps
Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes
de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios
usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-
Windows
De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que
actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
Switch)
100BaseT4 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 3UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseTX 100Mbps
Par Trenzado
(categoriacutea 5UTP) 100 m
Estrella Half Duplex
(hub) y Full Duplex
(switch)
100BaseFX 100Mbps Fibra oacuteptica 2000 m
No permite el uso de
hubs
1000BaseT 1000Mbps
4 pares trenzado
(categoriacutea 5e oacute
6UTP ) 100 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseSX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(multimodo) 550 m
Estrella Full Duplex
(switch)
1000BaseLX 1000Mbps
Fibra oacuteptica
(monomodo) 5000 m
Estrella Full Duplex
(switch)
10-gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el maacutes reciente (antildeo 2002) y maacutes raacutepido de los
estaacutendares Ethernet IEEE 8023ae define una versioacuten de Ethernet con una velocidad
nominal de 10 Gbits diez veces maacutes raacutepido que gigabit Ethernet
El nuevo estaacutendar 10-gigabit Ethernet contiene siete tipos de medios para LAN MAN y
WAN Ha sido especificado en el estaacutendar suplementario IEEE 8023ae y seraacute incluido en
una futura revisioacuten del estaacutendar IEEE 8023
Hay diferentes estaacutendares para el nivel fiacutesico (PHY) La letra X significa codificacioacuten
8B10B y se usa para interfaces de cobre La variedad oacuteptica maacutes comuacuten se denomina LAN
PHY usada para conectar routers y switches entre siacute Aunque se denomine como LAN se
puede usar con 10GBase-LR y -ER hasta 80km LAN PHY usa una velocidad de liacutenea de 103
Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas
Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c
10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre
cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo
del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica
multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)
10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand
4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un
router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance
10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre
240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra
mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm
10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra
mono-modo (usando 1310nm)
10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre
fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido
interfaces enchufables de hasta 80-km
10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625
microm
10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado
para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera
SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-
ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas
distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)
Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado
principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin
embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par
trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada
para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-
duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex
Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes
Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802
10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten
comercial
La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las
especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para
Ethernet de 100 Mbps
Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes
apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios
productos en el mercado
Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones
1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de
sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la
transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado
100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como
veremos a continuacioacuten)
Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue
utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que
puede seguir usando los mismos cables de par trenzado
2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por
otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)
y que se denominoacute 100BaseVG
Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea
3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable
consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda
3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten
denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito
4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente
sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet
utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es
lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)
VELOCIDAD
En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea
circulan a la velocidad de 10 Mbps
Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades
superiores tanto de 20 como de 100 Mbps
Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes
de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios
usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-
Windows
De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que
actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
Gbits y codificacioacuten 66B WAN PHY (marcada con una W) encapsula las tramas
Ethernet para la transmisioacuten sobre un canal SDHSONET STS-192c
10GBASE-SR (short range) -- Disentildeada para funcionar en distancias cortas sobre
cableado de fibra oacuteptica multi-modo permite una distancia entre 26 y 82 m dependiendo
del tipo de cable Tambieacuten admite una distancia de 300 m sobre una nueva fibra oacuteptica
multi-modo de 2000 MHzmiddotkm (usando longitud de onda de 850nm)
10GBASE-CX4 -- Interfaz de cobre que usa cables InfiniBand CX4 y conectores InfiniBand
4x para aplicaciones de corto alcance (maacuteximo 15 m ) (tal como conectar un switch a un
router) Es el interfaz de menor coste pero tambieacuten el de menor alcance
10GBASE-LX4 -- Usa multiplexioacuten por divisioacuten de longitud de onda para distancias entre
240 m y 300 m sobre fibra oacuteptica multi-modo Tambieacuten admite hasta 10 km sobre fibra
mono-modo Usa longitudes de onda alrededor de los 1310 nm
10GBASE-LR (long range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 10 km sobre fibra
mono-modo (usando 1310nm)
10GBASE-ER (extended range)-- Este estaacutendar permite distancias de hasta 40 km sobre
fibra mono-modo (usando 1550nm) Recientemente varios fabricantes han introducido
interfaces enchufables de hasta 80-km
10GBASE-LRM - httpwwwieee802org3aq 10 Gbits sobre cable de FDDI- de 625
microm
10GBASE-SW 10GBASE-LW y 10GBASE-EW Estas variedades usan el WAN PHY disentildeado
para interoperar con equipos OC-192STM-64 SONETSDH usando una trama ligera
SDHSONET Se corresponden en el nivel fiacutesico con 10GBASE-SR 10GBASE-LR y 10GBASE-
ER respectivamente y por ello usan los mismos tipos de fibra y permiten las mismas
distancias (No hay un estaacutendar WAN PHY que corresponda al 10GBASE- LX4)
Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado
principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin
embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par
trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada
para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-
duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex
Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes
Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802
10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten
comercial
La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las
especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para
Ethernet de 100 Mbps
Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes
apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios
productos en el mercado
Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones
1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de
sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la
transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado
100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como
veremos a continuacioacuten)
Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue
utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que
puede seguir usando los mismos cables de par trenzado
2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por
otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)
y que se denominoacute 100BaseVG
Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea
3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable
consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda
3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten
denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito
4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente
sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet
utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es
lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)
VELOCIDAD
En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea
circulan a la velocidad de 10 Mbps
Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades
superiores tanto de 20 como de 100 Mbps
Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes
de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios
usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-
Windows
De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que
actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet 10-gigabit Ethernet estaacute basado
principalmente en el uso de cables de fibra oacuteptica (con la excepcioacuten del -CX4) Sin
embargo el IEEE estaacute desarrollando un estaacutendar de 10- gigabit Ethernet sobre par
trenzado (10GBASE-T) usando cable de categoriacutea 6A cuya aprobacioacuten esta planificada
para el antildeo 2006 Ademaacutes este estaacutendar en desarrollo estaacute cambiando el disentildeo de half-
duplex con difusioacuten a todos los nodos hacia solo admitir redes conmutadas full-duplex
Se asegura que este sistema tiene una compatibilidad muy aIta con las primeras redes
Ethernet y las del estaacutendar IEEE 802
10-gigabit Ethernet es auacuten muy nueva y falta ver que estaacutendares ganaraacuten aceptacioacuten
comercial
La primera propuesta en 1992 por parte del comiteacute IEEE 8023 responsable de las
especificaciones de las redes Ethernet intentoacute la normalizacioacuten de una normativa para
Ethernet de 100 Mbps
Sin embargo no se llegoacute a su aprobacioacuten dado que diversos grupos de fabricantes
apostaban por diversas soluciones intentando asiacute forzar la introduccioacuten de sus propios
productos en el mercado
Baacutesicamente se proponiacutean cuatro soluciones
1Grand Junction Networks proponiacutea el uso de las redes actuales con un esquema de
sentildealizacioacuten similar al de las redes FDDI de par trenzado cuya seguridad para la
transmisioacuten de datos a 100 Mbps esta totalmente probado Es lo que se ha denominado
100BaseX o Fast Ethernet (por ser la uacutenica que realmente sigue siendo Ethernet como
veremos a continuacioacuten)
Su mayor ventaja es que es totalmente compatible con las redes actuales dado que sigue
utilizando el mismo sistema de control de acceso al medio (MAC) al mismo tiempo que
puede seguir usando los mismos cables de par trenzado
2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por
otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)
y que se denominoacute 100BaseVG
Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea
3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable
consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda
3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten
denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito
4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente
sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet
utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es
lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)
VELOCIDAD
En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea
circulan a la velocidad de 10 Mbps
Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades
superiores tanto de 20 como de 100 Mbps
Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes
de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios
usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-
Windows
De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que
actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
2ATampT y HP disentildearon una nueva topologiacutea que reemplazariacutea el sistema CSMACD por
otro denominado Demand Priority Protocol (DPP o protocolo de solicitud de demanda)
y que se denominoacute 100BaseVG
Su objetivo primordial era mantener la compatibilidad con los cableados UTP de categoriacutea
3 al mismo tiempo que se lograban los 100 Mbps Para ello la uacutenica solucioacuten viable
consistiacutea en incrementar el nuacutemero de pares empleados para repartir el ancho de banda
3LANMedia proponiacutea una variante de 100BaseX con un esquema de sentildealizacioacuten
denominado LMC Por el momento no parece que tenga muchas posibilidades de eacutexito
4Kalpana y otras empresas disentildeaban la cuarta proposicioacuten era un paso relativamente
sencillo desde las redes actuales multiplicaba por dos el ancho de banda Ethernet
utilizando dos canales Ethernet actuales logrando asiacute un ancho de banda de 20 Mbps Es
lo que se denomina Ethernet Full Duplex (FDE)
VELOCIDAD
En las redes locales Ethernet actuales en un porcentaje muy elevado los datos todaviacutea
circulan a la velocidad de 10 Mbps
Sin embargo cada diacutea recibimos noticias de dispositivos para redes Ethernet a velocidades
superiores tanto de 20 como de 100 Mbps
Y es que las aplicaciones actuales requieren unas cantidades de datos tales que en redes
de tan soacutelo 4 o 5 usuarios se produce una congestioacuten en el momento en que varios
usuarios acceden a los servidores a traveacutes de entornos graacuteficos como Windows o X-
Windows
De hecho las estadiacutesticas nos indican que en el antildeo 1995 el 30 de las redes que
actualmente emplean Ethernet a 10 Mbps usaraacuten tecnologiacuteas de 100 Mbps
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
Es un hecho por tanto que el mercado ofrece muchas y muy buenas soluciones para
evitar el colapso de nuestra anticuada red Ethernet seguacuten esta crece y se incrementa el
traacutefico en la misma
Pero la realidad es todaviacutea algo cruda ya que los sistemas Ethernet de velocidades
superiores a 10 Mbps no han sido normalizados y por tanto se trata de una tecnologiacutea
de facto pero que en pocos meses puede quedar perfectamente definida y ello podriacutea
implicar que algunos equipos actuales no cumpliriacutean las nuevas normativas
Otra solucioacuten para incrementar la capacidad de traacutefico de una red es el uso de los
denominados conmutadores (switches) Pero en realidad se trata de soluciones
complementarias como podremos descubrir maacutes adelante
Ethernet alcanza ya los 100Gbytes por segundo de velocidad
Hasta hace unos diacuteas la velocidad usual de una red ethernet era de 10 GBytes por segundo
de media Sin embargo ayer se presentoacute en Tampas Florida en el prestigioso ldquoSuper
Computing Showrdquo un proyecto basado en un sistema experimental en el que a traveacutes de
transmisores de fibra oacuteptica y multiplicidad de servidores se remitioacute la sentildeal de 100 gigas
divididos en paquetes de 10 cada uno a traveacutes de un algoritmo de repeticioacuten de paquetes
de informacioacuten estudiado en la universidad de California
Alta velocidad en Ethernet
El progreso es implacable las nuevas tecnologiacuteas estimulan el desarrollo de nuevas
aplicaciones y a su vez las nuevas aplicaciones aumen tan la necesidad de disponer de
mejores tecnologiacuteas No es de extrantildear por tanto que en un periodo de tiempo
relativamente corto las conexiones de red hayan evolucionado casi de manera estaacutendar
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
desde Ethernet a Fast Ethernet y de Fast Ethernet a Gigabit Ethernet Y en el horizonte
proacuteximo ya aparece 10 Gigabit Ethernet
MUCHO MAacuteS QUE 1 GBPS
Cuando se considera la conveniencia de migrar a Gigabit Ethernet no hay que pasar por
alto sus prestaciones de trunking o agregacioacuten de enlaces e trata de una teacutecnica capaz de
soportar muacuteltiples enlaces activos paralelos punto a punto entre conmutadores o entre un
conmutador y un servidor Opera en conjuncioacuten con Ethernet a 1 Gbps para proporcionar
maacutes ancho de banda entre dispositivos sino tambieacuten para dotarse de enlaces
redundantes con comparticioacuten de cargas Con todo desplegar hoy redes de alto
rendimiento implica mucho maacutes que dotarse de altos niveles de capacidad y de ancho de
banda los administradores de redes deben mantener en todo momento el control sobre
sus infraestructurasdispositivos y aplicaciones Tradicionalmente se empleaban los
routers basados en CPU para gestionar y controlar el traacutefico entre subredes aislar fallos y
controlar protocolos entre otras funciones Pero con Gigabit Ethernet las velocidades de
interfaz han llegado a 1000 Mbps o lo que es lo mismo casi 15 millones de paquetes de
64 bytes por segundo Y los routers tradicionales con sus CPU de propoacutesito general y el
coacutedigo residente en memoria no pueden seguir el paso de estas velocidades Es aquiacute
donde los conmutadores de Nivel 3 entran en accioacuten Los desarrollos en tecnologiacutea de
circuitos integrados han hecho posible que los conmutadores de Nivel 3 enviacuteen paquetes a
la velocidad del cable a traveacutes de ASIC (Application- Specific Integrated Circuits) que
integran la inteligencia del routing de Nivel 3 en el propio hardware del conmutador Esta
inteligencia rinde muacuteltiples y simultaacuteneas operaciones de anaacutelisis y routing sobre los
paquetes Este tipo de conmutadores son capaces ademaacutes de tomar decisiones
inteligentes sobre el tipo de traacutefico que o atraviesa y aportan niveles avanzados de
gestioacuten de red RMON y RMON2 Asimismo es posible emplear sus prestaciones de filtrado
de paquetes para soportar funciones de calidad de servicio (QoS) necesarias para
optimizar el control del traacutefico y tratar aplicaciones multimedia como la telefoniacutea LAN
Maacutes allaacute del Nivel 3 de Red la conmutacioacuten de Nivel 4 antildeade maacutes inteligencia a la red
extendiendo hasta los servidores y aplicaciones el rendimiento y las capacidades de
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
gestioacuten de traacutefico propios de los conmutadores de Nivel 2 y 3 Para ello utiliza la
informacioacuten contenida en las cabeceras de paquetes de Nivel 3 y 4 a fin de priorizar el
traacutefico y controlar los flujos en funcioacuten de la aplicacioacuten de que se trate reforzando
ademaacutes la seguridad del entorno Muy especialmente este tipo de conmutacioacuten estaacute
indicado para balancear las cargas entre servidores Algunos de estos conmutadores
incluso monitorizan el estado de las sesiones desde el comienzo al final como si se tratase
de un firewall
A POR LOS 10 GBPS
Puede que todaviacutea sea pronto pero quizaacutes a no tardar mucho algunas grandes empresas
empezaraacuten a ver la necesidad de disponer de mayores anchos de banda que las que ya
ofrece Gigabit Ethernet Seraacute el momento de escalar un paso maacutes en las posibilidades que
ofrece la tecnologiacutea 8023 y desplegar Ethernet a 10 Gbps De cumplirse las fechas
previstas el grupo de trabajo de IEEE 8023ae publicaraacute en marzo de 2002 el estaacutendar
Ethernet que permite trabajar a la increiacuteble velocidad de 10000 Mbps La nueva norma no
soacutelo dotaraacute a esta tecnologiacutea de una capacidad diez veces superior a su maacuteximo actual
sino que tambieacuten le abriraacute las puertas a otras aacutereas de aplicacioacuten diferentes de las LAN ndashsu
aacutembito tradicional- como las MAN y las WAN al cubrir distancias de hasta 40 kiloacutemetros
Con Ethernet a 10 Gbps seraacute posible transferir los contenidos de un disco duro de 10
Gigabytes en 8 segundos o hacer backup de un sistema de almacenamiento corporativo
de 2 Terabytes en 27 minutos transportar de una sola vez 833 sentildeales de viacutedeo digital o
156250 llamadas telefoacutenicas Y ya se habla de alcanzar en el futuro los 40 Gbps
PREPARANDO LA INFRAESTRUCTURA
Aunque Gigabit Ethernet es capaz de eliminar los cuellos de botella de los servidores
habraacute que asegurarse de que estos equipos esteacuten optimizados para tratar el ancho de
banda de 1 Gbps en su totalidad Por ello para sacar el mayor partido a la tecnologiacutea
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
conviene actualizar los servidores clave siacute como el resto de las infraestructuras desde las
tarjetas de red y los subsistemas de memoria a los sistemas operativos de red
TCO SACANDO PARTIDO A LA EXPERIENCIA
El coste total de propiedad (TCO) es un factor esencial para evaluar cualquier nueva
tecnologiacutea al no incluir exclusivamente el precio de compra del equipamiento sino
tambieacuten el soporte mantenimiento formacioacuten y solucioacuten de problemas Teniendo en
cuenta que seguacuten Gartner Group del coste total anual de un puesto de trabajo conectado
en red el 73 implica gastos asociados con el personal Ethernet parece la respuesta
adecuada Con Ethernet estos costes asociados al personal son inferiores no soacutelo porque
los administradores de redes cuentan ya con una gran experiencia en esta tecnologiacutea
tambieacuten porque pueden utilizar las herramientas de gestioacuten y
anaacutelisis de red existentes
El siguiente aspecto se refiere a la interpretacioacuten de lo puacuteblico y lo privado y en torno a la
definicioacuten del espacio puacuteblico que Marcano (1999 40) define como
La entidad material y concreta donde se desenvuelve lo colectivo es decir la vida y la
actividad urbana Su valor reside en su capacidad de organizar las actividades puacuteblicas en
una ciudad la forma en que puede regular su utilizacioacuten determinar su forma de uso su
calidad esteacutetica y coacutemo se controla su acceso y disfrute
Por su parte Habermas (mencionado en Hemingway 1999 495) define la esfera puacuteblica
como ldquoel espacio social ocupado por individuos en sus roles puacuteblicos como miembros de
grupos asociaciones secundarias y relaciones sociales extendidas pero excluyendo
estrictamente los roles ocupacionales o de gobiernordquo
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
Por otro lado Benhabib (mencionado en Jackson y Burton 1999) dice que ldquola esfera
puacuteblica es el dominio crucial de la interaccioacuten que media entre las instituciones
macropoliacuteticas y la esfera privada la que se refiere a las relaciones sociales primariasrdquo
Adicional a esto Hemingway (1999) agrega que la esfera puacuteblica contribuye al desarrollo
de un puacuteblico articulado proporcionaacutendole el espacio social para la conversacioacuten criacutetica y a
traveacutes de esto la expansioacuten de ideas acerca de los derechos y libertades
Por otro lado lo privado en la vida de la ciudad habla de la casa del espacio de la familia
de la residencia del grupo familiar unido por lazos de parentesco como un lugar para las
relaciones primarias Tambieacuten es el hogar concebido como el espacio ideal para la
interaccioacuten humana para la convivencia particular (Henao Delgado citado en Giraldo y
Viviescas 1996)
En todo caso frente a la poleacutemica conceptual de lo que es puacuteblico o privado Borja (1998
210) sentildeala que ldquolo que define la naturaleza del espacio es su uso y no el estatuto
juriacutedico concluyendo el autor que ldquoel espacio puacuteblico supone el dominio amplio un uso
social colectivo y es multifuncionalrdquo
Por su parte en la recreacioacuten considerada por los teoacutericos como una experiencia que se
realiza en el tiempo de ocio es esencial esta caracteriacutestica de la esfera puacuteblica por las
actividades que en el espacio se realizan particularmente en cuanto a la provisioacuten de
sitios para la discusioacuten y la interaccioacuten entre los miembros de la comunidad bien sea en
sitios abiertos como cerrados tales como las plazas y el mall motivos de la pesquisa
Sin embargo se ha observado que a pesar de esas definiciones los lugares puacuteblicos o
privados en Maracaibo se proyectan sin considerar si el usuario es un hombre o mujer y
asiacute los espacios generalmente no responden a las necesidades especiacuteficas de ellos En
consecuencia aunque los conceptos anteriores se plantean a partir de las diferencias
culturales y los procesos de socializacioacuten la utilizacioacuten de dichos espacios urbanos en
ocasiones se ve restringida porque funciona de manera diferente para hombres y mujeres
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
con desequilibrio de poder de uso y la delimitacioacuten de espacio en desmeacuterito del uso pleno
de la ciudad
A manera de ejemplo en el Paseo Ciencias ubicado en el centro de Maracaibo los
usuarios masculinos indicaron que las mujeres que asisten a ese lugar despueacutes de las
cuatro de la tarde son en su mayoriacutea sentildealadas como prostitutas lo cual ha producido el
rechazo de otras mujeres marabinas en cuanto a la posibilidad de frecuentar ese espacio
(Meleacutendez y Velaacutesquez 1999) Se evidencioacute en la observacioacuten directa el peligro de estar
en algunos sitios del lugar que son considerados predominantemente masculinos que
son aacutereas poco accesibles o con escasa actividad y que suponen la oportunidad para el
asecho sexual y la inseguridad femenina
Codificacioacuten
Las Ethernet LANs (Redes de aacuterea local Ethernet) utilizan sentildeales digitales para enviar
datos entre dispositivos de red 10Base-T utiliza codificacioacuten Manchester para la
transmisioacuten de las sentildeales la transicioacuten ocurre en la mitad de cada periacuteodo de bit Dos
niveles representan un bit Una transicioacuten bajo alto a la mitad del bit representa un `1
Una transicioacuten alto bajo a la mitad del bit representa un `0 No existe componente
continua (DC) Utiliza voltajes positivos y negativos
100-BaseTX utiliza codificacioacuten 4B5B donde cada conjunto de 4 bits (nibble) se transmite
codificado como siacutembolos de 5 bits El modelo de sentildealizacioacuten consiste en una teacutecnica
multinivel de tres niveles denominada MLT-3 La figura 4 ilustra algunos ejemplos de
codificaciones
Tabla 1 Codificaciones y sentildealizaciones Ethernet
10Base-T 100Base-TX
Tasa transferencia 10 Mbps 100 Mpbs
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
Codificacioacuten Manchester 4B5B
Sentildealizacioacuten Dif 5v MLT-3
Cable Cat 3 UTP Cat 5 UTP
Figura 4 Codificaciones Ethernet
iquestCoacutemo funciona la codificacioacuten MLT-3
La cresta de la onda no presenta ninguna transicioacuten lo cual indica un 0 binario La segunda
forma de la onda muestra una transicioacuten en el centro de la ventana de temporizacioacuten La
transicioacuten representa el binario 1 En la tercera forma de onda hay una secuencia binaria
alternada
10BASE5 fue creado en el antildeo 1970 y trabaja con la cod manchester
10BASE2 fue creado en el antildeo 1985 y trabaja con la cod manchester
10BASET fue creado en el antildeo 1990 y trabaja con la cod manchester
100BASEFX trabaja con la cod 4B5B
100BASETX trabaja con la cod 4B5B
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
-
1000BASET fue creado en el antildeo 1999 y trabaja con la cod 4D-PAMS
Cuestioacuten de Seguridad
Debido a la naturaleza de Ethernet siendo un protocolo de transmisioacuten Broadcast el uso
de Hubs en la red local (LAN) puede dar cabida a piratear informacioacuten ya que un
Hub conforme recibe informacioacuten es enviada a TODOS los nodos que estaacuten conectados
al Hub y aunque las tarjetas NIC estaacuten disentildeadas para descartar informacioacuten que no va
dirigida hacia ellas si se tiene el suficiente conocimiento se puede alterar una tarjeta NIC
para que intercepte estos paquetes de informacioacuten contraste esta deficiencia en
seguridad con el funcionamiento de un Switch que evita la propagacioacuten de paquetes de
informacioacuten a soacutelo ciertos puertos de esta forma evitando que alguna computadora
intrusa intercepte esta informacioacuten
- 8 Arquitectura de Ethernet
-
- Arquitectura (estructura loacutegica)
- Deteccioacuten de portadora
- Deteccioacuten de colisiones
- Luego de comenzar la transmisioacuten continuacutea el monitoreo del medio de transmisioacuten Cuando dos sentildeales colisionan sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles Si esto ocurre las estaciones afectadas detienen su transmisioacuten y enviacutean una sentildeal de expansioacuten La sentildeal de expansioacuten de colisioacuten asegura que todas las demaacutes estaciones de la red se enteren de que ha ocurrido una colisioacuten
- Caracteriacutesticas de CSMACD
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
- ENCAPSULADO DESENCAPSULADO DE DATOS
- ENCAPSULADO
- DESENCAPSULADO
- ADMINISTRACION DE ACCESO AL MEDIO
- CODIFICACIONDECODIFICACION DE DATOS
- TRAMA DE TRANSMICION CSMACD
-
- 5 Trama de red
-
- Formato de la trama de Ethernet
- 7 componentes de Ethernet
- Tecnologiacutea y velocidad de Ethernet
-
- Capacidad de las redes Ethernet
-
- Codificacioacuten
-
- Cuestioacuten de Seguridad
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