Ethernet
Red de área local (LAN) de conmutación de paquetes creada a principios de la década de 1970 en Xerox PARC.
Estándares:
En 1978 Xerox, Intel y Digital generaron un estándar para Ethernet.
IEEE 802.3 es el estándar compatible creado por IEEE.
La evolución de Ethernet consta de tres etapas:
Thick-Wire Ethernet
Thin-Wire Ethernet
Twisted Pair Ethernet
Thick Ethernet
(Gp:) Cubierta aislante exterior
(Gp:) Protección metálica trenzada
(Gp:) Relleno Polietileno
(Gp:) Cable conductor central
Cable
Cable coaxial de 0,5 pulgada de diámetro.
Extensión máxima del cable: 500 [m].
Entre la tarjeta de red Ethernet y el cable coaxial se necesita un circuito llamado “transceiver”.
(Gp:) Transceiver
(Gp:) Tarjeta de Red
Protección metálica
trenzada
Cable central
La conexión entre el transceiver y el cable (“tap”)se realiza a través de un pequeño agujero en las capas externas del
cable o usando una “T”.
Entre la tarjeta de red Ethernet y el cable coaxial se necesita un circuito llamado “transceiver”.
(Gp:) Transceiver
(Gp:) Tarjeta de Red
El transceiver cumple las siguientes funcio-nes:
sensar las señales del ether
traducir las señales del ether (análogas) a señales digitales y viceversa
Entre la tarjeta de red Ethernet y el cable coaxial se necesita un circuito llamado “transceiver”.
(Gp:) Transceiver
(Gp:) Tarjeta de Red
El cable que conecta el transceiver con la tarjeta de red se llama Attachment Unit Interface (AUI)
Entre la tarjeta de red Ethernet y el cable coaxial se necesita un circuito llamado “transceiver”.
(Gp:) Transceiver
(Gp:) Tarjeta de Red
Las funciones del AUI son:
suministrar la energía necesaria para que el trans-ceiver pueda ope-rar
enviar las seña-les que controlan la operación del transceiver
enviar la infor-mación enviada o recibida
Cable y conector AUI
Tarjeta de
Red
Bus del computador
AUI
transceiver
ether (cable coaxial)
Transceiver
Computador A
Computador B
AUI
AUI
Ethernet Cable
Thin-Wire Ethernet
Pensada para ambientes con poca interferencia eléctrica (como las oficinas), Thin-Wire Ethernet utiliza un cable más delgado (? más barato, más flexible).
El transceiver se incorpora a la tarjeta de red (se elimina el AUI).
Los conectores a la red se incorporan en la tarjeta de red.
Thin-Wire Ethernet
Debido a su menor blindaje, Thin-Wire Ethernet no puede instalarse cerca de motores o equipos eléctricos de potencia.
Cubre distancias menores que Thick-Wire Ethernet y soporta menos computadores conectados a la red.
Cable coaxial delgado (thin Ethernet cable) con conector BNC
Terminador para Thin Ethernet
T para Thin Ethernet
Conector para Thin Ethernet: el conector T se conecta directamente a la tarjeta de red.
(Gp:) Computador A
(Gp:) Computador B
(Gp:) Thin Ethernet Cable
En una Thin Ethernet, la red se forma conectando los computadores directamente de uno a otro.
Tres computadores conectados en una thin Ethernet
Para agregar un nuevo computador a la red, basta unirlo a la cadena.
Es importante que en ambos extremos de la cadena existan terminadores.
Si un computador se desconecta, la red falla si no se coloca un terminador.
Thin-Wire Ethernet
Twisted Pair Ethernet (Ethernet de par trenzado)
El computador se conecta a Ethernet usando un par de cables de cobre convencional, sin aislación.
El par trenzado es más barato que el cable coaxial y además se elimina el problema de la caída de la red por la desconexión de un usuario.
Twisted Pair Ethernet (Ethernet de par trenzado)
El esquema de par trenzado se conoce como 10Base-T.
Indica velocidad (10Mbps)
Indica el medio
T: Twisted pair
F: Glass Fiber
En este esquema, para conectarse a la red, cada computador se conecta a un hub (esta conexión no debe exceder los 100 metros).
Los conectores son del tipo RJ45.
Conector 10Base-T, que se enchufa en la hembra RJ-45.
H
U
B
Computador A
Computador B
Conexión al Hub
Hub 10Base-T, con cables 10Base-T que conectan a los computadores al hub.
Patch panel para interconectar cables 10Base-T.
El hub entrega la misma comunicación que los cables de Thick o Thin Ethernet.
Simplemente se trata de una alternativa del cableado.
En la actualidad, existen los tres tipos de redes en distintas instituciones (aunque la más común es la de par trenzado).
Por este motivo, la mayoría de las tarjetas de red vienen con los tres tipos de conectores:
(Gp:) Thick Ethernet
(Gp:) AUI
(Gp:) Thin Ethernet
(Gp:) BNC
(Gp:) Twisted Pair Ethernet
(Gp:) RJ45
(Gp:) Conector RJ45
para 10Base-T
(Gp:) Conector BNC
para Thinnet
(Gp:) Conector AUI
para Thicknet
Algunas imágenes de Adaptadores
Adaptador AUI-a-10Base-T, usado para conectar una tarjeta de red con un conector AUI a una red con un esquema 10BAse-T.
AUI
Adaptador AUI-a-10Base-T. Este adaptador está conectado directamente en la puerta AUI del computador, con lo que se elimina el cable AUI.
Adaptador AUI-a-thinnet adapter, para conectar una tarjeta de red con AUI a una Thin Ethernet.
Propiedades de una Ethernet
Topología de Bus: todas las estaciones comparten un único canal de comunicación.
La información se difunde por el bus a 10Mbps
Todas las estaciones reciben todas las transmisiones que se realicen
Propiedades de una Ethernet
Mecanismo de entrega de la información del “mejor esfuerzo”.
El HW no entrega información al emisor acerca de la recepción de la información por el receptor
(en una capa superior, TCP se encarga de esto)
Propiedades de una Ethernet
El control de acceso al bus es distribuido
No existe una entidad central que asigne permisos de acceso al bus
Propiedades de una Ethernet
El control de acceso al bus es distribuido
El esquema de acceso al bus se conoce como Carrier Sense Multiple Access with Collision Detect (CSMA/CD).
Pasos a seguir para iniciar una transmisión
Sensar el canal para ver si está desocupado.
Si no se detecta una transmisión, el computador comienza a transmitir.
La transmisión está limitada en el tiempo de duración (existe un tamaño máximo del paquete de información a transmitir).
Entre paquete y paquete, el transmisor espera un tiempo para permitir que otra estación realice su transmisión.
Detección y Recuperación de Colisiones
En el canal pueden ocurrir colisiones cuando dos estaciones comienzan a transmitir al mismo tiempo.
La detección de una colisión se lleva a cabo mediante el monitoreo continuo del cable por parte del transceiver (CD: Collision Detect)
Detección y Recuperación de Colisiones
La recuperación de una colisión se lleva a cabo a través de las siguientes etapas:
Se aborta la transmisión
Cada estación espera un tiempo aleatorio después de la primera colisión e intenta transmitir.
Si ocurre una segunda colisión (por tiempos demasiado cercanos), las estaciones esperan el doble del tiempo e intentan transmitir.
Si ocurre una n-ésima colisión, las estaciones esperan 2n veces el tiempo inicial.
Direcciones Ethernet de Hardware
Las direcciones Ethernet se componen de 48 bits.
Cada tarjeta de red conectada a una Ethernet tiene asignada una dirección Ethernet única.
Para evitar duplicaciones de direcciones, los fabricantes de tarjetas compran bloques de direcciones (IEEE administra el espacio de direcciones Ethernet).
Direcciones Ethernet de Hardware
Existen tres tipos de direcciones Ethernet:
Unicast
Multicast
Broadcast
8 oct
6 oct
6 oct
2 oct
64 a 1500 octetos
4 oct
CRC
Datos
Tipo de frame
Dirección fuente
Dirección destino
Preambulo (sinc.)
Formato de un frame en Ethernet
Los frames son de largo variable: entre 64 y 1518 octetos.
Extendiendo Ethernet
El cable del bus de una Ethernet tiene un límite en longitud.
Se necesita un método para cubrir distancias mayores.
Extendiendo Ethernet
Para extender la longitud del cable, existen los repetidores.
Un repetidor traspasa señales de un cable a otro (regeneración).
No pueden ponerse más de dos repetidores entre dos máquinas.
Ej:repetidores usados para extender Ethernet
en un edificio.
(Gp:) R
(Gp:) R
(Gp:) R
(Gp:) Piso 1
(Gp:) Piso 2
(Gp:) Piso 3
Un bridge es un repetidor con inteligencia: no replica el ruido, los errores o los frames malformados.
Más detalles en las páginas 30 y 31 de la bibliografía.