[email protected] instituto nacional de investigacion y capacitacion de telecomunicaciones,...

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

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REDES TELEMÁTICAS/REDES Y CONECTIVIDAD

Profesor Daniel Díaz [email protected]@gmail.com

http://www.danieldiaza.com

Catedrático Titular a Tiempo Parcial FIEE-UNI / UNMSMDirector de Investigación y Desarrollo

Tecnológico del INICTEL-UNI

Lima, Enero-Diciembre de 2013

CAPA DE ENLACE DE DATOS

FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA Y ELECTRONICA

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INTRODUCCIONINTRODUCCION

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Internet

Enlace de datos

Aplicación

Transporte

Internet

Enlace de datosRouter

Aplicación

Fa FbR1

R2

Fc

Fd

Tabla de enrutamiento

COMO FUNCIONA LA CAPA DE ENLACE DEDATOS

Decide enviar a la puerta de

enlace

Fa,Fb

Decide enviar al router R2

Fc,Fd

Fc,Fd

Dirección IP de origen IP1Dirección IP de destino IP2

propaga horizontal

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SERVICIOS EN CAPA DE ENLACE DE DATOSEnmarcado (Framing)►Casi todos los protocolos de la capa de enlace encapsula cada uno de los datagramas de la capa de Red.

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

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

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SERVICIOS EN CAPA DE ENLACE DE DATOSControl de flujo►Evita que el nodo receptor pueda saturar sus buffers y se origine pérdidas de trama.

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

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

Half duplex y Full duplex

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

dos nodos conectado en un enlace

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ADAPTADOR DE COMUNICACION

Trama

Protocolo de la capa de enlace

►Tarjeta NIC

►En los adaptadores (NIC) se implementan el envío confiable, acceso al enlace,

►10Mbps, 100Mbps, 1Gbps

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CONCEPTO DE TRAMA

Trama

Protocolo de la capa de enlace

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

Información enviada a través del adaptador NIC,por ejemplo:

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

Para un mejor análisis:

Cabecera de la Trama Datos de la Trama

Cabecera de laCapa superior

Datos de la cabecera de laCapa superior

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

a bits b bits c bits d bits j bits

..

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DIRECCIONES FISICAS O MAC

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

La tarjeta de interfaz de reddel router tiene una dirección

que lo identifica: física

Cabecera dela trama

Datos de la Trama

Debe contener lasdirecciones físicasdel origen y destino

Chequeode trama

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TECNICAS DEDETECCION Y

CORRECION DEERRORES

TECNICAS DEDETECCION Y

CORRECION DEERRORES

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Datos Datos E

E = f (datos)

informacióna transmitir

Transmisor

Datos E

Receptor

E´ = f (datos) E=E´SI

NO

Error

Correcto

DETECCION DE ERRORES

Todo proceso de detección se basa en lo siguiente:

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CHEQUEO DE PARIDAD

Mensaje de Dde d bits

Mensaje D de d bits a sertransmitido:


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

P

d+1 bits

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

► Paridad impar: El número total de unos (1s) en los d+1 bits es impar.

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CHEQUEO DE PARIDAD BI-DIMENSIONAL

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

d1,1 d1,2 d1,j

d2,1 d2,2 d2,j

di,1 di,2 di,j

...

...

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

Paridad de filas

Par

idad

de

colu

mn

as

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

d1,j+1

d2,j+1

di,j+1

...

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

1 1 0 0 1

010

Paridad Par No hay error

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

1 1 0 0 1

010

Paridad Par Si hay error

bit errado

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COMPROBACION DE REDUNDANCIACICLICA-CRC

► Se considera un mensaje de D con d bits desplazado r bits.

► El transmisor genera una secuencia R de r bits. Esta secuencia es denominada Secuencia de Comprobación de Trama o FCS

► Se forma una nueva trama de d + r bits que sea divisible por un número predeterminado G de r + 1 bits.

► Esta trama al ser recibida y dividida en el receptor por el mismo número G debe dar residuo cero.

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

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DEMOSTRACION DEL ALGORITMO CRC


Se considera un mensaje D cond bits:

Se desplaza el mensaje Dhacia la izquierda r bits:

r bitsen cero


Se selecciona r bits adicionalesdenominado R:

R conr bits

D

D.2r

R

El transmisor envía el siguiente mensaje:


R conr bits

d+r bits

D.2r R

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► Suma es equivalente a OR-Exclusivo.

0 +00

0 +11

1 +01

1 +10

► Resta es equivalente a OR-Exclusivo.

0 -00

0 -11

1 -01

1 -10

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

x y

0110

x y

0011

0101

x y = x + y

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D.2r REl transmisor envía la siguiente información

Se debe encontrar un Generador G con r+1 bits, tal que:

D.2r R = nGDivisor de r+1 bitsCociente (no usado en el algoritmo)

Encontrando el parámetro R:

Or-exclusivo en ambos lados:

(D.2r R) R = nG RPor propiedad: (x y) y = x

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

R es el residuo de dividircon G

D.2r

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Mensaje D de d bitsMensaje D de d bits

VISUALIZANDO

2r

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

Residuo Rde r bits

FCS

Número predeterminadode r+1 bits

Número predeterminadode r+1 bits

Polinomio estandarizado

TRAMA ATRANSMITIR

TRAMA ATRANSMITIR

Residuo Rde r bits

Residuo Rde r bits

Mensaje D desplazador bits a la izquierda

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

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

r

000....000

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EJEMPLO

El mensajeD=11100110 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0

1 1 0 0 1

0 0 1 0 10 0 0 0 0

0 1 0 1 1 1 1 0 0 1

0 1 1 1 01 1 0 0 1

0 0 1 0 10 0 0 0 0

0 1 0 1 01 1 0 0 1

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

0 0 0 0 00 0 1 1 0

Generador G=11001.(r=4)

1 0 1 1 0 1 1 0

Obtener la tramaenviada a la red

1

1

0

0

0

0

0Resp) Trama a transmitir: 11100110 0110

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

http://www.macs.hw.ac.uk/~pjbk/nets/crc/

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POLINOMIO GENERADOR

► CRC-16 =x + x + x + 1.16 15 2

► CRC-16 =x + x + x + 1.16 12 5

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

32 26 23 22 16 12 11

10 8 7 5 4 2

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

Utilizado por Ethernet

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

Los polinomios se representan como:

Tres polinomios usados y estandarizados son:

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CODIFICACION MANCHESTER YMANCHESTER DIFERENCIAL

0 1 1 1

transición

0 0

No haytransición

0 0 1 1 1 1 0 1 0 1

Manchester

Manchesterdiferencial

Manchester Manchester diferencial

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

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TOPOLOGÍA DEREDES LAN

TOPOLOGÍA DEREDES LAN

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COMO INTERCONECTAR HOST

n(n-1)

2Enlaces en total

Bus

Anillo

Conmutador

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PROTOCOLOS LAN

Los protocolos LANestán relacionados con

las capas inferioresdel modelo OSI.

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

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

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►Topología física.- Disposición real de los cables

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

►Broadcast

►Transmisión de token

TOPOLOGIA DE UNA RED

La definición de topología es:

Disposición física de los nodos de red y de los medios (cables) dentro de una estructura redes.

Existen dos tipos de topologías lógicas:

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TOPOLOGIA FISICA

Tipo bus

Tipo anillo

Tipo estrella

HUB

Switch

Tipo estrella extendida

Tipo jerárquica

Tipo malla

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DATOS

DATOSCabec

DATOSCabec DATOSCabec



►Por todos►Por un solo host

Los datos seránrecepcionados:

Tipo estrella

HUB

DATOS

TOPOLOGIA LOGICA BROADCAST

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Cabec

Token Porción de datos vacío

DATOS

Cabec

Token

Cabec

Token

Token transporta datos

DATOS

Cabec

TokenDATOS

Cabec

TokenDATOS

Cabec

TokenDATOS

Datos extraídos

DATOS

Cabec

Token

TOPOLOGIA LOGICA TIPO TRANSMISIONDE TOKEN

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MODELO DEPROTOCOLO

IEEE 802.3

MODELO DEPROTOCOLO

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ANTECEDENTESAnte la proliferación Redes de Área Local el Instituto de Ingenieros Eléctrico y Electrónicos (IEEE) desarrolla un modelo de red.

Este modelo se empezó a definir en el año de 1980en el mes de febrero (2do mes del año).De allí el nombre IEEE 802IEEE 802.

Este modelo se centra en las capas 1 y 2 del modelode referencia OSI.

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CAPAS DE IEEE 802

Medio de transmisiónFísico

Enlace dedatos

Red

Transporte

Sesión

Presentación

Aplicación


Control de Accesoal medio-MAC

Control de EnlaceLógico-LLC

Protocolosde la capassuperiores

Modelo de ReferenciaIEEE 802

NormasIEEE802

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

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DESCRIPCION DE LAS CAPAS IEEE 802


Control de Accesoal medio-MAC

Control de EnlaceLógico-LLC

Protocolosde la capassuperiores

Modelo de ReferenciaIEEE 802

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

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

Interfaz con la capa superiorControl de error y de flujo

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ESTANDAR IEEE 802

Información de CISCO

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

PreámbuloDest.Addr.

SourceAddr.

LLC Data PAD FCS

0 6 2 ó 6 2 ó 6 0 3

1 0 1

10101010 10101011

Preámbulo.- Sincroniza elreceptor con el transmisor.

SFD.- Start Frame Delimiter,inicio de trama.

FCS.- Un Cyclic RedundancyCheck (CRC) es usado comoalgoritmo.

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TECNOLOGIAETHERNET

(Familia de tecnología)

TECNOLOGIAETHERNET

(Familia de tecnología)

Diseñado: por Robert MetcalfeEstándar IEEE libre en:

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

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ETHERNET – vs - IEEE 802.3

FISICA

ENLACE DE DATOS

RED

TRANSPORTE

SESIÓN

PRESENTACIÓN

APLICACIÓN

802.2

802.3

LLC

MAC ETHERNET

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ETHERNET – vs - IEEE 802.3

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

►Por ejemplo IEEE 802.3 que también usa el método CSMA/CD (CSMA/CD persistente-1).

Ethernet se refiere a un estándar de 1982 y usa elmétodo CSMA/CD: Acceso Múltiple con Detección dePortadora y Detección de Colisiones:

Años después, el comité 802 de la IEEE publica unestándar algo diferente:

Ethernet es el que predomina en redes LAN

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LO BASICO DE ETHERNETEthernet utiliza señalización banda base.►Usa la totalidad del ancho de banda del medio de Tx.

►No hay modulación en el medio (banda ancha)

La subcapa superior de Ethernet,MACMAC, tiene dos responsabilidades:

►Encapsulación de datos.-Delimita la tramaDireccionamientoDetección de errores

►Control de Acceso al MedioControla la colocación de la trama en el medioSe aplica un algoritmo para detectar colisiones en el medio

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FAMILIA DE LA TECNOLOGIA ETHERNET

Admiten diferentes medios, anchos de banda, etc.

Hoy en día, con GigaEthernet, esta tecnología se usano sólo en redes LAN sino WAN: es full-duplexes full-duplex

La estructura de la trama, cabecera y CRC, no han cambiando Los medios físicos, acceso al medio y control al medio han cambiado

SOBRE LA EVOLUCIÓN DE ETHERNET

Ethernet (inicio de los 80), FastEthernet (en 1995),GigaEthernet (IEEE802.3z) 10 GigaEthernet (1998/1999).

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FORMATO DE LA TRAMA ETHERNET II

El campo FCS (Secuencia de Verificación de Trama) utiliza una comprobación cíclica redundante (CRC) para detectar errores

Preámbulo para sincronizar el origen con el destino.

► El octavo byte están en 10101011.► Los primeros 07 bytes están en 10101010. Para 10 Mbps Ethernet es

COMUNICACIÓN ASÍNCRONA,porque necesita preámbulo

Para 100Mbps o mayor es COMUNICACIÓN SÍNCRONA y no es necesario el preámbulo, pero por razones de compatibilidad se mantiene el preámbulopreámbulo.

Preámbulo

8 bytes

Capa físicaDirección MAC

de destinoDirección MAC

de origenTipo Datos

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

FCS

Trama

Campo Tipo toma un valor según el protocolo de la capa superior.

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VALORES DEL CAMPO TIPO(*)

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

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

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

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FORMATO DE LA TRAMA ETHERNET II

Dirección MACde destino

Dirección MACde origen

Tipo Datos

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

FCS

Trama

Mínimo 64 bytesEthernet y FastEthernet

Mínimo tamaño de una trama► Para trama Ethernet, el tamaño mínimo es 64 bytes (512bits)► Para trama FastEthernet, el tamaño mínimo es 64 bytes (512bits)

► Para trama GigaEthernet, el tamaño mínimo es 512 bytes (4096bits)



Tipo Datos

6 bytes 6 bytes 2bytes 1500 bytes 4bytes

FCS

Trama

Mínimo 512 bytesGigaEthernet

Extensión

Para evitardisminuir lalongitud de la red

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TEMPORIZACIÓN DE LA TRAMA ETHERNET II

Intervalo de tiempo

TIPO DE RED TIEMPO DE BIT

Red de 10Mbps 100 nseg

Red de 100Mbps 10 nseg

Red de 1000Mbps=1Gbps 1 nseg

Red de 10000Mbps=10Gbps 0.1 nseg

Tiempo de bit

TIPO DE RED INTERVALO DE TIEMPO

Red de 10Mbps 512 tiempo de bit (51.2us)

Red de 100Mbps 512 tiempo de bit (51.2us)

Red de 1000Mbps=1Gbps 4096 tiempo de bit (4.096us)

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SEPARACIÓN ENTRE TRAMAS

TIPO DE RED TIEMPO DE SEPARACIÓN

Red de 10Mbps 9,6 us

Red de 100Mbps 0.96 us

Red de 1000Mbps=1Gbps 0.096 us

Red de 10000Mbps=10Gbps 0,0096 us

96 tiempos de bitsEthernet, FastEthernet

GigaEthernet, 10GigaEthernet

► Permite que el medio se estabilice.► Permite que los dispositivos tengan tiempo para procesar la trama

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CONEXIÓN DE RED ETHERNET

10BASE-T 10 Mbps Utiliza dos pares de cables de los cuatro.Cable UTP Cat5 ó mayor. HUBHUB

100 m

100BASE-TX 100 Mbps Los mismo pares que 10BASE-TCable UTP Cat5 ó mayor (también fibra óptica). SwitchSwitch

100 m (varía)

100BASE-FX 100 Mbps Fibra óptica

1000BASE-T 1 Gbps Utiliza los cuatro pares del cable UTP. Full-duplexCable UTP Cat5 ó mayor

100 m (varía)

1000BASE-SX1000BASE-LX

1 Gbps Fibra óptica. Full-duplex 100 m550 m

Tx

Rx

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CONEXIÓN DE RED ETHERNET

Conexión directa

Conexión cruzada

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DIRECCIONESFISICAS

DIRECCIONESFISICAS

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

1 2 3 4 5 6

Identifica alFabricante

OUI: Organizational Unique Identifier

Identifica a laInterfaz

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

06 bytes = 48 bits

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CONSTITUCIÓN DE LA DIRECCION MAC1 2 3 4 5 6

I/G U/L

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

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

Existen 246

Direcc. globales

Bit menossignificativo(primero Tx)

Bit másSignificativo(último Tx)

I/G.- Bit designa el tipo de dirección.►I/G=0 , Dirección tipo individual.

►I/G=1 , Dirección tipo grupal (varios host con 1 direc)

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

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COMO CONOCER LA DIRECCION FISICAipconfig /all.

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DIRECCIONES IP– vs –DIRECCIONES FISICAS

Dirección física Ethernet 48 bitsDirección física Ethernet 48 bits

Dirección IP 32 bitsDirección IP 32 bits

Característica básica de la dirección IPv4.

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

Trama en Ethernet.



Tipo Datos

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

Aquí están las direccioneslógicas o IP

FCS

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DIRECC. FÍSICAS BROADCAST-MULTICAST

Dirección Física o MAC unicast

1 2 3 4 5 6

►Cuando se envía una trama desde un dispositivo de transmisión único hacia un dispositivo de destino único.

Dirección Física o MAC broadcast

FF FF FF FF FF FF

1 2 3 4 5 6

►Para la dirección IP.- La porción de ID de host en “UNOS”

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DIRECC. FÍSICAS BROADCAST-MULTICASTDirección Física o MAC multicast

01 00 5E

1 2 3 4 5 6

►Un dispositivo de origen envía una trama a un grupo de dispositivos destinos.

►Toda dirección física o MAC del tipo multicast empieza con los tres primeros bytes en 01 00 5E

►Los 23 bits menos significativos de la dirección física correspon- den a los 23 bits menos significativos de la dirección IP multicast.

►Por ejemplo: Enviar a la dirección IP multicast 224.0.0.10, le corresponde como dirección física de destino 01 00 5E 00 00 0A

Los 23 bits menos significativoscorresponden a los 23 bits inferioresde la dirección IP multicast (el bit restante en 0)

http://www.cisco.com/en/US/docs/app_ntwk_services/waas/acns/v51/configuration/central/guide/51ipmul.html

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USO DE LAS DIRECCIONES FISICAS

La PC 200.1.2.2 envía datos a la PC 200.1.2.4► PC 200.1.2.2 debe conocer la MAC de la PC 200.1.2.4

01 45 ea f0 48 91 00 02 45 7f c3 ab TipoDato de la trama:IP dest 200.1.2.4

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

00 ac 9b 64 81 2c

200.1.2.2 200.1.2.3 200.1.2.4

200.1.2.1

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

00 ac 9b 64 81 2c

200.1.2.2 200.1.2.3 200.1.2.4

200.1.2.1

Bus lógico Multiacceso

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CASO ETHERNET

ARP → Address Resolution Protocol Protocolo de Asociación de Direcciones

ARP → Address Resolution Protocol Protocolo de Asociación de Direcciones

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

Para definir las tablas, es necesario un protocolo quelos crea y/o actualice.

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

►

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

►

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PROTOCOLO DEACCESO

MULTIPLE

PROTOCOLO DEACCESO

MULTIPLE

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CONCEPTOS BASICOS

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

Existen dos tipos de enlaces de red:

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

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

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CANALES DE ACCESO MULTIPLE

Medio alámbrico compartido Medio inalámbrico compartido

Satélite

Multiplexación yControl de acceso

al medio.

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DESCRIPCIÓN DEL PROTOCOLO CSMA/CDCarrier Sense Multiple Access with Collision Detection

Reglas que determina como reaccionan los dispositivos de una red cuando dos dispositivos tratan de usar simultáneamente un canal de datos.

CSMA/CD habilita a los dispositivos a detectar unacolisión

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

►Competición.- las estaciones compiten por el medio.

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

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ALGORITMO PROTOCOLO CSMA/CDCarrier Sense Multiple Access with Collision Detection

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

Si el medio está ocupado (existe portadora), eltransmisor continua “escuchando” hasta que el medio esté libre.

Si se detecta colisión, el transmisor envía señal de interferencia y asegura que las otras estaciones detecten la colisión y cese envío.

Después de enviar la señal de interferencia, esperarun tiempo aleatorio para enviar trama

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RETROCESO EXPONENCIAL BINARIO

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

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

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

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

RETRANSMISION BACK-OFF

Define el proceso de aleatorización cuando se produce una colisión.

Se define un tiempo de ranura de 51.2 μseg.

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PROTOCOLO CSMA/CDCarrier Sense Multiple Access with Collision Detection

Espacio entre tramaque permite al receptorasentarse.

Información de CISCO

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PROTOCOLOARP

PROTOCOLOARP

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PROTOCOLO ARP

IPa IPx IPb IPy

Dirección física Fa

Dirección física Fx

Dirección física Fb

Dirección física Fy

Deseo dirección física de IPb. Peroenvío mi IPa y Fa

Envío de dirección física Fb y dire- cción internet IPb

Almacenar(IPb,Fb)

Directo

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ACESSO A RED DISTANTE: PUERTA DEENLACE

Dato a IPb

Conozco la dirección IP de la puerta de enlace

1

ARP3

BROADCAST

Envío midirección MAC

4ARP 5

IPd Fd

6

IPa IPb

Fa Fd FbFc Fe

A B

IPd

Si no conozco la MAC de IPd, uso

ARP

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ACESSO A RED DISTANTE: EL PROXY ARP

Dato a IPb

Deseo conocer la dirección física de IPb

1

ARP2

BROADCAST

Host B no puede contestar.

Está en otra red

3

IPa IPb

Fa Fd FbFc Fe

A B

Asumo surepresentación

4

Ofrezco midirección MAC

5

PROXY

ARP 6

IPb Fd

7

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FORMATO DEL PROTOCOLO ARP

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

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

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

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

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

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

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

OPERATIONOPERATION

HARDWARE TYPEHARDWARE TYPE

HLEN (LongHw) PLEN (LongProt)

PROTOCOL TYPEPROTOCOL TYPE

SENDER IP (Direcc. IP del trans)

SENDER IP (Direcc. IP del trans.)

28 bytes

0 15 16 31

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ARP ENCAPSULADO EN UNA TRAMA

Trama Ethernet

Direcc.destino

Direcc.origen

Tipo0806

Datos

6 6 2 Mínimo 46 bytes

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

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

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

OPERATIONOPERATION

HARDWARE TYPEHARDWARE TYPE

HLEN (LongHw) PLEN (LongProt)

PROTOCOL TYPEPROTOCOL TYPE

SENDER IP (Direcc. IP del trans)

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

0 15 16 31

18 bytes de relleno

28 bytes del protocolo ARP

28 bytes del protocolo ARP

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ANALIZANDO ARP EN LA PCC:\>arp

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

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

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

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

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Servidor RARP

Contienetodas las

direcciones IP

Mi dirección físicaes Fa , deseo saber

mi dirección IP

FaPor difusión

Utiliza el mismoformato que ARP

Directamente

PROTOCOLO RARP

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PROTOCOLOS ARP y RARP

Direcciones Internet IP de 32 bits

Direcciones Ethernet de 48 bits

ARP RARP

RARP y ARP tiene el mismo formato de protocolo.

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SWITCH Y HUBSWITCH Y HUB

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Trama

FUNCIONAMIENTO DEL HUB

Dispositivo de capa 1.Los HUB, también denominados repetidores multipuertosrepetidores multipuertos, retransmiten la señal de datos recibida a todos los puertos (exceptoal puerto donde llegó el dato). Aumenta el dominio de colisionesAumenta el dominio de colisiones

►

Trama

TramaTrama

DOMINIO DE COLISIONES

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FUNCIONAMIENTO DEL SWITCH

IPa

MACa

IPb

MACb

IPc

MACc

IPd

MACd

Fa1 Fa2 Fa3Fa4

Fa6MACb Fa2

MACa Fa1

MACd Fa4

MACc Fa3

MACb

Dispositivo de capa 2.Disminuye el dominio de colisiones y es hoy día ampliamenteutilizado en el diseño de redes.

►

Si la MAC de destino estáen FF FF FF FF FF FF,el switch envía a trama atodos sus interfaces:broadcast

Switches simétrico, todas las interfaces tiene la misma velocidad

Switches asimétrico, sus interfaces tienen diferentes velocidades: 10, 100, 1000 Mbps

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FUNCIONAMIENTO DEL SWITCH

Ventaja del switch.Reducción de trafico en la red; se filtra la información en funciónde la dirección MAC de destino.

►

Establecimiento de varios canales de datos simultáneamente entredistintos equipos.

►

Conmutadores de almacenamiento y re-envío (store-and-forward)

Se almacena la trama completa y se verifica que no exista errores.►

Si no hay errores, se analiza la dirección MAC de destino para ser enviado al puerto respectivo

►

Conmutadores de truncamiento (cut-through)Se interpreta solo los primeros bytes de la trama para analizar laDirección MAC de destino y enviar a la salida correspondiente.

►

Menorretardo

Switches asimétricosSwitches asimétricos, almacenan y re-envían la trama a la interfaz con la velocidad adecuada.

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ANALIZADOR DEPROTOCOLOS YSIMULADOR DE

REDES

ANALIZADOR DEPROTOCOLOS YSIMULADOR DE

REDES

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ANALIZADOR DE PROTOCOLOS:WIRESHARK

http://www.wireshark.org/

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1

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MAC de destino MAC de origen Tipo Protocolo ARP


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

00 00 00 00 00 00 c0 a8 01 01

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http://www.omnetpp.org/ http://www.isi.edu/nsnam/ns/

http://www.opnet.com/university_program/itguru_academic_edition/ http://www.gns3.net/

HERRAMIENTAS DE SIMULACIÓN

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http://www.nsnam.org/ http://www.planet-lab.org/

http://www.packettracer.info/

HERRAMIENTAS DE SIMULACIÓN

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METODO DETRANSMISIÓNMETODO DE

TRANSMISIÓN

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

► Se inunda a la red con tráfico.

METODOS DE TRANSMISIONMulticast:

1Mbps

3Mbps

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

► Los datos son enviados a un grupo específico.

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METODOS DE TRANSMISION

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

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

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

Broadcast:

Servidor

Host Host Host Host

Router Router

TODOS losusuario

Un solo flujo

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BIBLIOGRAFIA

Capítulo 6: Principios básicos de Ethernet. Página 291

Capítulo 7: Tecnología de Ethernet

Capítulo 8: Conmutación de Ethernet

Capítulo 2: Fundamentos de las Redes:

Capítulo 5: Fundamentos de Ethernet. Página 233

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

Capítulo1: Introducción En especial el punto 1.4, Modelos de referencias

Capítulo4: Subcapa de acceso al medio En especial el tema que trata de IEEE 802

Redes de Computadoras Andrew S. Tanenbaum

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BIBLIOGRAFIA

Tenkasi V. Ramabadran, Sunil S. Gaitonde, IEEE 1988

A Tutorial on CRC Computations

http://www.asicfpga.com/site_upgrade/asicfpga/pds/communication_pds_files/00007773.pdf

http://www.tapr.org/pub_ax25.html

AX.25 Link-Layer Protocol Specification

Capítulos 1 y 2

TCP/IP Illustrated, Volumen 1.Richard Stevens

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Palacio de Versalles-Francia, Enero de 2013

[email protected] instituto nacional de investigacion y capacitacion de telecomunicaciones,...

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