Tecnologías de red.Tecnologías de red.

Estructura de Internet

Redes “core” SONET DWDM

Redes de acceso Redes cableadas: Ethernet Redes inalámbricas: IEEE 802.11, UMTS etc.

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¿Cómo es Internet?

Sistemas Finales:Host Aplicaciones de red

Redes de Acceso:Redes de Área LocalEnlaces de Comunicación

Núcleo de la Red: routersRed de Redes

local ISP

companynetwork

regional ISP

router workstation

servermobile

time

1900

1975

2010

1980

1990

1995

2000

2005

Copper

Fiber opticsWirelessCoaxCopper

WLLSatellite Cellular radio

DECT

AMPS

GSMPDC

CDMA

GPRSHSCSD

EDGE

PON AON

OPAL

BPON

TV analog

Voice

VoD

TV digital

ISDN

4B3T

2B1Q

xDSL

HDSL ADSL

UDSL SDSLVDSL

VSATTV

SHDSL

STM 1

UMTS

PMP

CDMA

WLAN

BluetoothPOTSPower line

Resumen de las diferentes Redes de Acceso

3

4

Standards

Obligatorio vs. opcional Permitido su uso vs. amigable para vender Ejemplo: health & safety standards listado de aplicaciones

eléctricas Telecomunicaciones y Redes siempre en el punto de la

Estandarización: 1865: International Telegraph Union (ITU) 1956: International Telephone and Telegraph Consultative

Committee (CCITT) Las 5 grandes organizaciones:

ITU for lower layers, multimedia collaboration IEEE for LAN standards (802.x) IETF for network, transport & some applications W3C for web-related technology (XML, SOAP) ISO for media content (MPEG)

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Otras Organizaciones de Estándares en Internet

ISOC (Internet Society) paraguas legal de IETF, el trabajo de desarrollo IANA (Internet Assigned Numbers Authority) Asignación constante de protocolos

NANOG (North American Network Operators Group) (http://www.nanog.org) Cuestiones operativas Mantine los workshops con medidas y “real world” papers

RIPE, ARIN, APNIC Registros regionales de direcciones IP repartir trozos de

espacio de direcciones a ISPs. Gestión de las tablas de encaminamiento.

Tema 1: Tecnologías de red.Tema 1: Tecnologías de red.

Estructura de Internet

Redes “core” SONET DWDM

Redes de acceso Redes cableadas: Ethernet. Redes inalámbricas: IEEE 802.11, UMTS etc.

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Los estándares 802.3 de IEEE

suplemento año descripción

802.3a 1985 Original 802.3: 10BASE-5 10BASE-2 10BROAD-36

802.3c 1986 Especificaciones de repetidores

802.3d 1987 FOIRL (enlace de fibra)

802.3i 1990 10Base-T Ethernet sobre par trenzado de cobre

802.3j 1993 10Base-F Ethernet sobre fibra

802.3u 1995 100Mbps Ethernet

802.3x e 802.3y 1997 operación full duplex

802.3z 1998 1000Base-X (Gigabit Ethernet)

802.3ab 1999 1000Base-T (GE sobre par trenzado)

802.3ac 1998 Extensiones de trama (hasta 1522 bytes) para VLANs

802.3ad 2000 link aggregation

802.3ae 2002 10 GE

802.3af 2003 PoE (Power over Ethernet). Hasta 15W

802.3ah 2004 Ethernet in First Mile

802.3an 10 Gbase-T (en draft)

Bridging en 802.1D

802.1w Cambios y mejoras en el spanning tree

802.1s Múltiples spanning trees

8

IEEE 802 standard

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Estándares de ethernet sobre optico

ITU-T G.7041 Generic Framing Procedure (GFP) ITU-T X.86 Link Access Protocol (LAPS) ITU-T H.707 Virtual Concatenation (VCAT) ITU-T G.7042 Link Capacity Adjustment Scheme (LCAS) Otros: IEEE 802.1X Port Based Network Access Control IEEE 802.1D Ethernet switching IEEE 802.1Q Virtual LAN (VLAN) IEEE 802.1P Priorización de tráfico a nivel 2 IETF: MPLS Multi-Protocol Label Switching IEEE 802.17 Resilient Packet Ring (RPR) Ver:

http://grouper.ieee.org/groups/802/3/ http://grouper.ieee.org/groups/802/1/

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Trama ethernet

Los datos trasmitidos se encapsulan en un contenedor, que se llama trama.

Este formato de trama DEFINE Ethernet Históricamente, existen dos tipos de tramas:

»802.3 Framing usa en campo de longitud de trama (Length) despues del campo de Source Address

»Ethernet II (DIX) Framing usa(ba) el campo de tipo de trama (type) despues del campo Source Address

Ambos tipos de tramas están definidos y soportados dentro de IEEE 802.3

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Trama ethernet

El tamaño de trama varía desde 64 a 1518 Bytes, excepto cuando se usa el identificador (tag) de VLAN

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Servicios Metropolitanos

Algunos servicios son: Conectividad Internet Transparent LAN service (punto a punto LAN to LAN) L2VPN (punto a punto o multipunto a multipunto LAN to LAN) Extranet LAN a Frame Relay/ATM VPN Conectividad a centro de backup Storage area networks (SANs) Metro transport (backhaul) VoIP

Algunos se están ofreciendo desde hace años. La diferencia está en que ahora se ofrecen usando conectividad Ethernet !!

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Evolución de Ethernet

Optical EthernetEoMPLS

VPLSEoRPR

NG-SONET(EoS)Metro DWDM

Optical EthernetEoMPLS

VPLSRPR

NG-SONET(EoS)Metro DWDM

IP ADSLIP VDSLEPONEFM

Optical EthernetEoRPR

NG-SONET(EoS)

Acceso Distribución Metro Metro Core

GlobalInternet

ATMSONET/SDH

ATMSONET/SDH

ATM ADSLT1/E1

FRATM

GlobalInternet

Casa

MDU

STU

MTU

Resid

enci

alE

mp

resa

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Servicio Ethernet – Modelo de referencia

Customer Equipment (CE) se conecta a través de UNI

CE puede ser un router Bridge IEEE 802.1Q (switch)

UNI (User Network Interface) Standard IEEE 802.3 Ethernet PHY and

MAC 10Mbps, 100Mbps, 1Gbps or 10Gbps Soporte de varias clases de servicio

(QoS) Metro Ethernet Network (MEN)

Puede usar distintas tecnologías de transporte y de provisión de servicio

SONET/SDH, WDM, PON, RPR, MAC-in-MAC, QiQ (VLAN stack), MPLS

CE

CE

CE

UNI

Metro Metro Ethernet Ethernet Network Network (MEN)(MEN)

UNI

Gigabit Passive Optical Network (GPON) Fiber to the Home Architecture

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Central Office

Typically up to 20 km (28 dB)

Passive Outside Plant

2.5 Gbps @ 1490 nm

1.2 Gbps @ 1310 nm

splitters points

Optional 1,550 nm to support local analog/digital video if required

Softswitch(for voice)

Edge router(data, video)

Optical Line Terminal (OLT)

Single family homes

Multi-dwelling units

Small/medium enterprises

Optical Network Terminal (ONT)

Adaptación del Modelo RM-OSI a Estándares IEEE.

1. NECESIDAD DE ADAPTACIÓN DEL RM-OSI.

2. LA ARQUITECTURA DEL IEEE.

2.1. SUBNIVEL DE CONTROL DEL ENLACE LÓGICO: LLC.

2.2. SUBNIVEL DE CONTROL DE ACCESO AL MEDIO: MAC.

2.3. NIVEL FÍSICO. CONJUNTO DE ESTÁNDARES DEL IEEE.

NECESIDAD DE ADAPTACIÓN DEL RM-OSI.

1º- Interfaz con el nivel superior: Los servicios de nivelque suministra, cómo se le requieren y cómo los entrega.

2º- Lo que la capa tiene que hacer para dar esos servicios, que se materializa en el protocolo de esa capa.

3º-Interfaz con el nivel inferior: Los servicios de nivel que puede solicitar, como lo hace y como se los dan.

De ello, se derivan algunas consecuencias:

Peer-to-Peer

En el Nivel físico sí almacenar y reenviar

Encaminamiento sencillo

NE

L

ENL

CE

APLICACIÓN

PRESENTACIÓN

SESIÓN

TRANSPORTE

RED

PROTOCOLO DE APLICACIÓN

PROTOCOLO DE PRESENTACIÓN

PROTOCOLO DE SESIÓN

PROTOCOLO DE TRANSPORTE

PROTOCOLODE RED

APLICACIÓN

PRESENTACIÓN

SESIÓN

TRANSPORTE

RED

ALLC

PROTOCOLO DE ENLACE ¡EXTREMO A EXTREMO!LLCA

CE MAC MAC MAC MA CFI

SI

CO

PLS

PM A

FISICO FISICO FISICO FISICOPLS

PMA

FI

SI

CO

M ED IO M ED IO

N O D O S IN TER M ED IO S:* INEXISTENTES EN BUSES.* EXISTEN EN ANILLOS.* EXISTEN EN CONEXIONES CON OTRAS LANs

Figura 1: MODELO OSI ADAPTADO A RALs.

Subnivel de Control de Enlace Lógico o LLC Logical Link Control): Es extremo a extremo y engloba las funciones típicas delnivel de enlace (control de flujo, control de errores, etc.), no dependedel método de acceso ni del medio y es común a todas las redes IEEE.

Subnivel de Control de Acceso al Medio o MAC.

Esta división proporciona las importantes ventajas siguientes:

El control de acceso al canal es llevado autónomamente por cada Workstation, evitando la dependencia de un controlador central o de un nodo de acceso, clásico en las WANs.El subnivel LLC incorpora las funciones tradicionales del nivel de enlace proporcionando compatibilidad con las WANs al ser único para cualquier LAN y ser un subconjunto de HDLC.El subnivel MAC se hace cargo de las nuevas funciones añadidas que dependen de la topología, la cual queda oculta de esta manera al LLC.

Así como el subnivel MAC incorporaba las dependencias topológicas, el nivel físico incorpora las dependencias tecnológicas independizando a los niveles superiores de ellas. Con esta idea de independizar, el nivel físico se estructura en dos subniveles: el subnivel de señales físicas o PLS (Physical Level Signaling)

LLCControl de Enlace Lógico

ETHERNET CSMA/CD TOKEN RING TOKEN BUSMAC

Cable de Cable Cable Cable de Cable Cable Cable coaxialFÍSICO par coaxial coaxial de par coaxial coaxial de banda

trenzado banda base banda ancha trenzado banda base banda base ancha

Figura 2: PROYECTO DEL IEEE PARA RALs.

SUBNIVEL DE CONTROL DEL ENLACE LÓGICO: LLC Direccionar los puntos de acceso a servicios fuente y destino de la interfaz

con el nivel de Red y pasar las direcciones de las Workstations fuente y destino al subnivel MAC que las incluye en la trama MAC.

Formatear o construir los mensajes ensamblando los campos que forman las LLC_PDUs: Direcciones, control y datos de nivel superior (LLC_SDU).

Transferir LLC_PDUs (Protocol Data Unit) o Unidades de Datos de Protocolo de Subnivel de Control de Enlace al subnivel MAC para que las haga llegar a la entidad par (o las entidades) con la que se desea comunicar. Estas LLC_PDUs incluyen los datos de nivel superior (LLC_SDU o Service Data Unit) que la entidad par LLC del sistema contrario deberá entregar a su nivel superior libres de errores y la información de control que el propio LLC emplea para que la comunicación sea fiable (información de protocolo).

Controlar la comunicación por intercambio de diversos tipos de paquetes, interpretación de comandos, generación de respuestas, control de flujo, etc.

Efectúa la Corrección de los errores detectados por el subnivel MAC mediante las retransmisiones necesarias. El MAC es el que introduce el campo de redundancia cíclica en el emisor y lo comprueba en el receptor, pero la decisión sobre la posible retransmisión es tomada por el LLC según el tipo de servicio que suministra y por tanto según el protocolo empleado.

SUBNIVEL DE CONTROL DE ACCESO AL MEDIO MAC

Funciones:

Controlar el acceso al medio: Como comentamos en la figura 2, los estándares han tenido en cuenta tres posibilidades de acceso diferentes, a saber: el CSMA/CD, el token ring y el token bus.

Direccionamiento: Asume la responsabilidad del direccionado de tramas de manera que la estación destinataria pueda reconocer los mensajes que le son enviados y quien los envía. Se permiten direccionados de tipo individual, de grupo y de difusión o broadcast. La dirección puede configurarse como dirección local al entorno de la RAL (abreviada) o como dirección absoluta a nivel mundial (larga). Dar formato a las tramas incluyendo los campos necesarios para realizar el acceso, delimitar las tramas (sincronización de tramas), realizar controles, señalar el origen y el destino, transportar los datos, etc.

Detectar y señalar al LLC los errores introduciendo un campo de control de redundancia cíclica y analizando las tramas recibidas.

NIVEL

DEENLACE

NIVEL FÍSICO.

LLC+

MAC

DATOS CONTROL CS CD AISLAR NIVELFÍSICOCLASE "A"

NIVELFÍSICO

CODIFICADOR/DESCODIFICADOR

ADAPTADOR AL MEDIO

(PLS)

(PMA)

MEDIO

Figura 3: ESTRUCTURA DEL NIVEL FÍSICO EN LAS RALs (CLASES “A” Y “B”)

El BLOQUE CODIFICADOR/DESCODIFICADORinformación mediante una codificación de línea apropiada como función básica derivada de su propio nombre y otras que nos son suficientemente conocidas.Las indicaciones de presencia y de disponibilidad de cada estación se realizan mediante codificaciones de línea especiales, diferentes a las empleadas para representar el “0” y el “1” o por el envío de portadora sin modular.La indicación de preámbulo se usa a veces cuando el medio ha permanecido largo tiempo inactivo como manera de lograr la sincronización entre las señales y los componentes de la red. Los delimitadores de mensajes se emplean en el nivel físico para pasar mensajes de control introduciendo transparencia con relación a los mensajes normales de las transferencias del nivel de enlace. La indicación de aborto se realiza cuando por alguna razón el nivel de enlace decide interrumpir el envío de una trama en curso.

La indicación de violación de código se emplea cuando se detectan colisiones o problemas de transmisión para reafirmar tales situaciones.

VIOLACIONES DE CÓDIGO

1 0 1 1 0 0 1 1 1 0

Tb 2T b 4Tb 6T b

SÍMBOLOS: "K" "NO DATO" "J"

Figura 4: CODIFICACIÓN MANCHESTER Y VIOLACIONES DE CÓDIGO.

El BLOQUE DE ADAPTACIÓN o PMA, interfaz mecánico y eléctrico (adaptación de impedancias, modulación, etc.), puede tener la misión de detectar el estado en que se encuentra el medio físico de comunicación e indicárselo al subnivel MAC como información de control para que la use en su acceso al medio o tome las medidas oportunas.

Activo y transfiriendo información sin violaciones.

Inactivo o en reposo, si no está siendo utilizado por ninguna estación de red .

Activo y transfiriendo información con violaciones de código