MATERIAL PARA EL MDULO I

1. MEDIOS CANALES DE TRANSMISIN GUIADOS

Los medios guiados, segn conectan un sin nmero de computadores dentro de una red, transportando datos a largas distancias pero con ciertas limitaciones, una de ellas, la distancia. Existen por dems, elementos externos en todo sistema de comunicacin que perturban la buena transmisin de datos, conocido como ruido.

Asimismo, estos medios no escapan a este factor, es por ello, que se debe seleccionar el mejor medio de transmisin guiado, al momento de implementar un diseo de red de rea loca. Generalmente al seleccionar un medio de transmisin se hace necesario evaluar el ancho de banda mximo de este medio, debido a que a mayor ancho de banda mayor ser el promedio de datos que puedan viajar por la red. Algunos de los medios de transmisin utilizados en redes de rea local, son los basados en cobre y las fibras pticas, los cuales se describen seguidamente.

1.1. PAR TRENZADO BLINDADO (STP) - Shield twisted pair.

Este cable, es un medio muy popular para redes de rea local que combina las tcnicas de blindaje, cancelacin y el trenzado de cables. Este posee un doble apantallamiento; que consiste en un papel metlico que envuelve a cada uno de los cuatro pares de hilos trenzados y otro, que envuelve a los cuatro pares de hilos, dando lugar a un apantallamiento redundante tanto para cada par de hilos como para los cuatro pares.

Este medio, generalmente es de 150. y reduce el ruido elctrico del cable tanto en su interior como fuera de l. Adems, poseen mayor apantallamiento, brindando proteccin ante toda clase de interferencias externas, sin embargo, es ms difcil de conectar que otros medios como el cable de par trenzado sin blindaje (UTP). Debido a que es necesario aterrar este papel metlico con el conector para que no absorba el ruido en vez de repelerlo. Este medio, trabaja para velocidades de 10Mbps, 100Mbps, 1000Mbps y su longitud mxima de transmisin es de 100 metros, sin el uso de ningn repetidor.

1.2. PART TRENZADO APANTALLADO (SCTP FTP) - Screened twisted pair.

Es una variacin de cable STP pero con un solo apantallado. Este medio, generalmente es de 100 a 120 y soporta la misma distancia de 100 metros, si necesidad de un repetidor. Es importante destacar que, tanto para STP como para FTP los materiales metlicos que protegen a los hilos de cobre deben estar conectados a tierra en ambos extremos, de lo contrario, ellos se vuelven susceptibles a problemas de ruido. Asimismo, el uso de aislamiento adicional incrementa el costo, peso y tamao del cable.

1.3. PAR TRENZADO SIN BLINDAJE (UTP) - Unshield twisted pair.

Est compuesto por cuatro pares de hilos de cobre, cada uno cubierto por un material aislante, generalmente de un calibre que oscila entre los 20 y los 26AWG (American Wire Gauge, Norma Americana de cableado), protegidos por una chaqueta de material PVC (PoliCloruro de Vinilo). El mismo, es un medio sumamente verstil utilizado actualmente en cableado para datos y voz. Al igual que los cables de par trenzado blindados STP y FTP, el UTP soporta una distancia mxima de transmisin de hasta 100 mts sin el uso de repetidores y velocidades de hasta 1 gbps, es de fcil instalacin y es ms econmica que los dems tipos de medios.

Este tipo de medio fsico, utiliza el efecto de cancelacin que provee el trenzado de los hilos de cobre, como tcnica para limitar la degradacin de la seal causadas por las Interferencias electromagnticas (EMI) e Interferencias de radiofrecuencias. Asimismo, para reducir ms la diafona entre los pares de hilos, la cantidad de trenzado en los pares varia.

1.4. CABLES COAXIALES:

Entre los que se encuentran:

1.4.1. COAXIAL BANDA BASE (THIN):

Es un medio de transmisin que posee un solo conductor de cobre concntrico, susceptible a las interferencias y a crosstalk al igual que el par trenzado. Su diseo consta de un conductor nico de cobre, con una resistencia de aproximadamente 50 til para transmisiones digitales, un dimetro general de algo ms de 0.5cm, un material

dielctrico aislante (en la mayora de los casos plstico), una lamina o malla metlica la cual repele las interferencia EMI RFI y un aislante exterior llamado PVC.

Este medio, se utiliza para transmisiones digitales y propagaciones bidireccionales, es decir, que no necesita de dos conductores (cables) para enviar y recibir datos, su ancho de banda es de 10 mbps y cubre una longitud de hasta 500 metros, empleada para transmisiones sobre redes LAN y para telefona de largas distancias, ubicando su utilidad solo para transmisiones de voz y datos.

1.4.2. COAXIAL BANDA ANCHA (THIC):

Este medio es vital para las transmisiones analgicas, cubriendo grandes distancias. Su diseo ofrece una resistencia de75, con un dimetro general de aproximadamente 1cm. Transmitiendo a diferentes frecuencias, por lo tanto es til para la transferencia de audio, video y datos de manera simultnea, ubicados en las operadoras de televisin por cable. Sus caractersticas de construccin, costo y mantenimiento son bastante elevadas, sin embargo, cubre longitudes de decenas de kilmetros.

1.6. FIBRA PTICA:

Es uno de los medios de transmisin, que ha crecido en la ltima dcada debido a su inmunidad a las interferencias, por su gran ancho de banda y las largas distancias que puede cubrir. Esta, transmite luz modulada y sus componentes generalmente son el vidrio slice fundido. La misma se encuentra rodeada por capas de un material protector llamado kevlar, posee un revestimiento exterior que protege al cable y un ncleo que es la parte que gua la luz, el cual posee un ndice de refraccin alto, recubierto por un material con menor ndice de refraccin que tambin puede ser vidrio o plstico, permitiendo as, que la luz choque y forme lo que es conocido como tubo de luz (proceso de reflexin interna total).

Existen diferentes diseos de fibras pticas que cubren necesidades totalmente distintas, tales como: monomodo y multimodo.

1.6.1. FIBRA PTICA MONOMODO:

En la fibra ptica monomodo, solo un haz de luz viaja por la fibra desde un extremo al otro, por tanto, se hace necesario de un lser para la transmisin de luz modulada. Esta posee un ncleo ms pequeo de alrededor de 5 a 8 micrones y el cladding de 125 micrones y ofrece transmisiones de hasta 5 kilmetros sin necesidad de un repetidor de seal.

1.6.2. FIBRA PTICA MULTIMODO:

Posee un ncleo de 50 62.5 micrones regularmente, esto debido a que ms de una seal viaja a travs de ella, sin embargo, el cladding es de 125 micrones. Esta hace uso de un diodo emisor de luz (led) para generar la seal de luz que cruza a travs de la misma, es por ello, que la distancia mxima de transmisin se limita a 2000 metros aproximadamente. Asimismo la dispersin de la seal es mayor, lo que implica la prdida de seal.

2. TECNOLOGAS LAN

En la implementacin de tecnologas de Redes de rea Local ms populares, tenemos Ethernet y Token Ring.

2.1. ETHERNET

2.1.1. ESTNDARES ETHERNET DE IEEE

La primera LAN (Red de rea local) del mundo fue la versin original de Ethernet. El primer estndar de Ethernet fue publicado por un consorcio entre Digital Equipment Corporation, Intel y Xerox (DIX). Donde se deseaba establecer al Ethernet como un estndar compartido, de modo que se lanz como estndar abierto. Los primeros

productos que se desarrollaron a partir del estndar de Ethernet se vendieron a principios de la dcada de 1980. En 1985, el Instituto de Ingenieros Elctricos y Electrnicos (IEEE) public los estndares para las LAN. Estos estndares comienzan con el nmero 802. El estndar para Ethernet es el 802.3. La IEEE quera que sus estndares fueran compatibles con los del modelo OSI de la Organizacin Internacional para la Estandarizacin (ISO). Para ello, los estndares IEEE 802.3 deban cubrir las necesidades de la Capa 1 y de las porciones inferiores de la Capa 2 del modelo OSI, resultando en ciertas modificaciones al estndar original de Ethernet que se efectuaron en el 802.3.

Ethernet opera en las dos capas inferiores del modelo OSI: la capa de enlace de datos y la capa fsica.

Ethernet opera a travs de dos capas del modelo OSI. El modelo ofrece una referencia sobre con qu puede relacionarse Ethernet, pero en realidad se implementa slo en la mitad inferior de la capa de Enlace de datos, que se conoce como subcapa Control de acceso al medio (Media Access Control, MAC) y la capa fsica.

Ethernet en la Capa 1 implica seales, streams de bits que se transportan en los medios, componentes fsicos que transmiten las seales a los medios y distintas topologas. La Capa 1 de Ethernet tiene un papel clave en la comunicacin que se produce entre los dispositivos, pero cada una de estas funciones tiene limitaciones.

2.1.2. CONTROL DE ENLACE LGICO (LLC)

Ethernet separa las funciones de la capa de Enlace de datos en dos subcapas diferenciadas: la subcapa Control de enlace lgico (LLC) y la subcapa Control de acceso al medio (MAC). Las funciones descritas en el modelo OSI para la capa de Enlace de datos se asignan a las subcapas LLC y MAC. La utilizacin de dichas subcapas contribuye notablemente a la compatibilidad entre diversos dispositivos finales.

Para Ethernet, el estndar IEEE 802.2 describe las funciones de la subcapa LLC y el estndar 802.3 describe las funciones de la subcapa MAC y de la capa fsica. El Control de enlace lgico se encarga de la comunicacin entre las capas superiores y el software de red, y las capas inferiores, que generalmente es el hardware. La subcapa LLC toma los datos del protocolo de la red, que generalmente son un paquete IP y agrega informacin de control para ayudar a entregar el paquete al nodo de destino. La Capa 2 establece la comunicacin con las capas superiores a travs del LLC.

El LLC se implementa en el software y su implementacin depende del equipo fsico. En una computadora, el LLC puede considerarse como el controlador de la Tarjeta de interfaz de red (NIC). El controlador de la NIC (Tarjeta de interfaz de red) es un programa que interacta directamente con el hardware en la NIC para pasar los datos entre los medios y la subcapa de Control de Acceso al medio (MAC).

2.1.3. CONTROL DE ACCESO AL MEDIO (MAC)

El Control de acceso al medio (MAC) es la subcapa de Ethernet inferior de la capa de Enlace de datos. El hardware implementa el Control de acceso al medio, generalmente en la Tarjeta de interfaz de red (NIC).

La subcapa MAC de Ethernet tiene dos responsabilidades principales: Encapsulacin de datos Control de Acceso al medio

ENCAPSULACIN DE DATOS: La encapsulacin de datos proporciona tres funciones principales:

Delimitacin de trama Direccionamiento Deteccin de errores

El proceso de encapsulacin de datos incluye el armado de la trama antes de la transmisin y el anlisis de la trama al momento de recibir una trama. Cuando forma una trama, la capa MAC agrega un encabezado y un triler a la PDU de Capa 3. El proceso de encapsulacin tambin posibilita el direccionamiento de la capa de Enlace de datos. Cada encabezado Ethernet agregado a la trama contiene la direccin fsica (direccin MAC) que permite que la trama se enve a un nodo de destino.

La deteccin de errores, se realiza mediante el triler de Ethernet con una comprobacin de redundancia cclica (CRC) de la trama. Una vez que se recibe una trama, el nodo receptor crea una CRC para compararla con la de la trama. Si estos dos clculos de CRC coinciden, puede asumirse que la trama se recibi sin errores.

CONTROL DE ACCESO AL MEDIO

La subcapa MAC controla la colocacin y retiro de las tramas en los medios, encargndose de administrar el acceso al medio. Incluyendo el inicio de la transmisin de tramas y la recuperacin por fallo de transmisin debido a colisiones.

2.1.4. TOPOLOGA LGICA

La topologa lgica de Ethernet es un bus de multiacceso, es decir, que todos los nodos (dispositivos) en ese segmento de la red comparten un mismo medio y por ende reciben todas las tramas transmitidas por cualquier nodo de dicho segmento. Es por ello, que cada nodo debe determinar si debe aceptar y procesar una determinada trama, debido al direccionamiento en la trama provisto por la direccin MAC.

El mtodo de control de acceso a los medios para Ethernet clsica es el Acceso mltiple con deteccin de portadora con deteccin de colisines (CSMA/CD).

2.1.5. ESTRUCTURA DE LA TRAMA ETHERNET

La trama de Ethernet agrega encabezados y trilers a la PDU proveniente de Capa 3 para poder encapsular el mensaje a enviar. Tanto el encabezado como el triler de Ethernet tienen varias denominados campo. Hay dos estilos de tramas de Ethernet: el IEEE 802.3 (original) y el IEEE 802.3 revisado (Ethernet).

La diferencia ms significativa entre el IEEE 802.3 (original) y el IEEE 802.3 revisado es el agregado de un delimitador de inicio de trama (SOF) y un pequeo cambio en el campo Tipo que incluye la Longitud.

2.1.5.1. TAMAO DE LA TRAMA DE ETHERNET

El Ethernet original defini el tamao mnimo de trama en 64 bytes y como tamao mximo en 1518 bytes. Esto incluye todos los bytes del campo Direccin MAC de destino a travs del campo Secuencia de verificacin de trama (FCS) y excluyendo del tamao de la trama los campos Prembulo y Delimitador de inicio de trama. El estndar IEEE 802.3ac, ampli el tamao de trama mximo permitido a 1522 bytes, para adaptarla a la tecnologa de Red de rea local virtual (VLAN).

En el caso que el tamao de una trama transmitida sea menor al mnimo o mayor que el mximo de stas especificaciones, el dispositivo receptor descartar dicha trama por considerarla no vlidas y as evitar colisiones u otras seales no deseadas.

2.1.5.2. CAMPOS PREMBULO Y DELIMITADOR DE INICIO DE TRAMA

Los campos Prembulo (7 bytes) y Delimitador de inicio de trama (SOF) (1 byte) se utilizan para la sincronizacin entre los dispositivos de envo y de recepcin. Estos primeros bytes le indican al receptor que se prepare para recibir una trama nueva.

2.1.5.3. CAMPO DIRECCIN MAC DE DESTINO

El campo Direccin MAC de destino (6 bytes) identifica al receptor deseado para ayudar a los dispositivos a determinar si la trama viene dirigida a ellos. La direccin de la trama se compara con la direccin MAC del dispositivo. Si coinciden, el dispositivo acepta la trama.

2.1.5.4. CAMPO DIRECCIN MAC DE ORIGEN

El campo Direccin MAC de origen (6 bytes) identifica la NIC o interfaz que origina la trama.

2.1.5.5. CAMPO LONGITUD/TIPO

El campo Longitud/Tipo (2 bytes) define la longitud exacta del campo Datos de la trama. Esto se utiliza posteriormente como parte de la FCS para garantizar que el mensaje se reciba adecuadamente. En este campo debe ingresarse una longitud o un tipo. Sin embargo, slo uno podr utilizarse en una determinada implementacin.

2.1.5.6. CAMPO DATOS Y RELLENO

Los campos Datos y Relleno (de 46 a 1500 bytes) contienen los datos encapsulados de una PDU de Capa 3 o un paquete IP. Si se encapsula un paquete menor a 64 bytes, se utiliza el PAD para complementar el tamao mnimo de la trama.

2.1.5.7. CAMPO SECUENCIA DE VERIFICACIN DE TRAMA

El campo Secuencia de verificacin de trama (FCS) (4 bytes) se utiliza para detectar errores en la trama, a travs de una comprobacin de redundancia cclica (CRC).

El dispositivo emisor incluye los resultados de una CRC en el campo FCS de la trama, cuando sta trama es recibida por el receptor, ste calcula una CRC nueva y la compara con la contenida en la trama. En el caso de que exista diferencia entre los resultados, se descarta la trama por considerarla corrompida.

2.1.6. DIRECCIN MAC DE ETHERNET

Es un identificador nico, denominado direccin de Control de acceso al medio (MAC), que determina las direcciones de origen y destino dentro de una red, permitiendo identificar dispositivos en un nivel inferior del modelo OSI. La direccin MAC de Ethernet es un valor binario de 48 bits expresado como 12 dgitos hexadecimales.

2.1.7. ESTRUCTURA DE LA DIRECCIN MAC

La direccin MAC es el resultado de las normas implementadas por el IEEE para garantizar direcciones nicas para cada dispositivo Ethernet. stas normas obligan a los proveedores de dispositivos Ethernet a registrarse en el IEEE y ste le asigna a cada proveedor un cdigo de 3 bytes, denominado Identificador nico organizacional (OUI). Por su parte los proveedores deben asignar un valor exclusivo a todas las direcciones MAC (cdigo del fabricante o nmero de serie) en los ltimos 3 bytes, para el mismo OUI.

La direccin MAC se suele denominar direccin grabada (BIA) porque se encuentra grabada en la ROM (Memoria de slo lectura) de la NIC, de manera permanente.

2.1.8. DIRECCIONES MAC UNICAST, MULTICAST Y BROADCAST

En Ethernet se utilizan distintas direcciones de capa 2 (MAC) para comunicaciones unicast, multicast y broadcast.

2.1.8.1. UNICAST: Una direccin MAC unicast es la direccin exclusiva que se utiliza cuando se enva una trama desde un dispositivo de transmisin nico hacia un dispositivo de destino nico.

21.8.2. MULTICAST

Mediante direcciones IP Multicast se permite a un dispositivo de origen enviar un paquete a un grupo de dispositivos. Una direccin IP de grupo multicast se asigna a los dispositivos que pertenecen a un grupo multicast, siendo el intervalo de direcciones multicast de 224.0.0.0 a 239.255.255.255.

2.1.8.3. BROADCAST

En transmisiones broadcast, el paquete contiene una direccin IP de destino con todos unos (1) en la porcin de host, esto significa que todos los hosts de esa red local (dominio de broadcast) recibirn y procesarn el paquete.

2.1.9. CONTROL DE ACCESO AL MEDIO

En un entorno de medios compartidos, todos los dispositivos tienen acceso garantizado al medio, sin ninguna prioridad. Pero, si ms de un dispositivo realiza una transmisin

de al mismo tiempo, las seales colisionan y la red debe recuperarse para poder continuar con la comunicacin.

La Ethernet utiliza el acceso mltiple por deteccin de portadora y deteccin de colisiones (CSMA/CD) para detectar y manejar las colisiones y poder reanudar las comunicaciones.

El esquema de coordinacin distribuida (CSMA) se utiliza para detectar la actividad elctrica en el medio compartido, permitiendo a un dispositivo determinar cundo puede transmitir. Cuando un dispositivo no detecta sta actividad o seal portadora podr realizar una transmisin.

2.1.10. EL PROCESO CSMA/CD

2.1.10.1. DETECCIN DE PORTADORA

En el mtodo de acceso CSMA/CD, todos los dispositivos de red que tienen mensajes para enviar deben escuchar antes de transmitir. Si un dispositivo detecta una seal de otro dispositivo, esperar durante un perodo especificado antes de intentar transmitir.

Cuando no se detecte trfico, un dispositivo transmitir su mensaje. Mientras se lleva a cabo la transmisin, el dispositivo contina escuchando para detectar trfico o colisiones en la LAN. Una vez que se enva el mensaje, el dispositivo regresa a su modo de escucha predeterminado.

2.1.10.1. DETECCIN DE COLISIONES

Cuando un dispositivo est en modo de escucha, puede detectar una colisin en el medio compartido, debido a un aumento de la amplitud de la seal por encima del nivel normal. Una vez detectada la colisin, todos los dispositivos transmisores continuarn transmitiendo para garantizar que todos los dispositivos de la red detecten la colisin.

2.1.10.2. SEAL DE CONGESTIN Y POSTERGACIN ALEATORIA

Cuando los dispositivos de transmisin detectan una colisin, envan una seal interferente de congestin. Esta seal se utiliza para asegurarse que los dems dispositivos adviertan o noten la colisin. Luego de ste proceso, se invoca un algoritmo de postergacin, en el cual todos los dispositivos dejen de transmitir durante un perodo aleatorio, evitando que se produzca nuevamente otra colisin. Una vez que finaliza el retraso asignado a un dispositivo, dicho dispositivo regresa al modo "escuchar antes de transmitir".

2.1.10. VELOCIDADES DE IMPLEMENTACIN DE ETHERNET

Actualmente, se definen cuatro velocidades de datos para el funcionamiento con cables de fibra ptica y de par trenzado:

10 Mbps - Ethernet 10Base-T 100 Mbps - Fast Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet 10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet

2.2. TOKEN-RING

Token Ring, es la segunda tecnologa LAN en popularidad luego de Ethernet, referido a la norma IEEE 802.5 para implementar una red LAN con topologa lgica de anillo. sta tecnologa fue creada originalmente en la dcada de los 70 por IBM e implementada mediante la tarjeta de red y su driver (software de la tarjeta).

2.2.1. FUNCIONAMIENTO DEL TOKEN-RING

La red Token Ring consta de un conjunto de nodos conectados en forma de anillo, en las cuales los datos fluyen en la misma direccin. En ste procedimiento cada nodo recibe frames del nodo que le antecede y enva frames al nodo que le sigue. Adems, slo aquel nodo que posee el token (indicador de turno de transmisin), puede transmitir frames durante cierto perodo de tiempo.

2.2.2. TOKEN PASSING

El Token Passing es el mtodo utilizado por Token Ring para acceder al medio fsico y sirve para determinar que nodo en el anillo puede transmitir frames en determinado momento.

2.2.3. PROTOCOLO PARA ACCEDER AL MEDIO (TOKEN PASSING)

Los nodos que componen una red token ring pueden tomar su turno para envar frames. El mtodo Token Passing determina cual nodo en el anillo puede transmitir frames en determinado momento. Siendo el token, un patrn especial de bits (un frame pequeo) que viaja sobre toda la LAN.

Cuando un nodo debe transmitir datos debe tomar un token libre, esto se hace modificando un bit en el segundo byte del token, por un tiempo mximo. En el caso que un nodo no necesite transmitir nada, debe ceder el token a la siguiente estacin.

Mientras el token est siendo ocupado, las otras estaciones deben permanecer inactivas para evitar colisiones dentro de la red. Una vez termina la transmisin, el token vuelve a quedar libre y puede ser utilizado por otra estacin (cede la palabra a quien quiera hablar).

2.2.4. REGLAS PARA ACCEDER AL MEDIO FSICO

Los nodos que componen la red pueden tomar su turno para envar frames Token Ring no es la nica tecnologa LAN que utiliza token passing El token, un patrn especial de bits (un frame pequeo) que viaja sobre toda la

red LAN. El concepto puede utilizarse alrededor de un anillo o a lo largo de un bus.

Cuando un nodo tiene datos para transmitir debe apropiarse de un token libre (debe pedir la palabra). La apropiacin se hace modificando un bit en el segundo byte del token.

Si un nodo no tiene informacin para transmitir, debe pasar el token a la siguiente estacin.

El nodo que tenga el token puede transmitir frames (puede hablar). Los nodos puede apropiarse del token por un tiempo mximo. Mientras el token est siendo ocupado, las otras estaciones deben permanecer

inactivas para evitar colisiones dentro de la red (deben permanecer en silencio mientras quien tiene la palabra habla).

Una vez termina la transmisin, el token vuelve a quedar libre y puede ser utilizado por otra estacin (cede la palabra a quien quiera hablar).

Mientras el frame est movindose en la red, no habr token en la red (a menos que la red.

El frame circula en la red hasta que llegue a la estacin destino, quien hace una copia del contenido del frame para pasarlo a las capas superiores, pero no retira el frame de la red.

El frame sigue en la red hasta que regrese a la estacin que lo transmiti para que ella misma lo retire de la red.

El nodo transmisor tambin verifica si el frame fue visto y copiado.

2.2.5. FORMATO DE LA TRAMA TOKEN PASSING

El token Passing, est conformada por una trama de 3 bytes

Hay dos construcciones diferentes de frame en Token Ring: el frame LLC y el frame MAC.

Cuando un usuario enva datos (es decir, cuando IP, IPX, NetBIOS, etctera, envan datos) se utiliza un frame LLC. Estos frames tienen un encabezado (header) LLC que incluye un identificador SAP (Service Access Point).

Cuando las interfaces de red Token Ring se comunican entre ellas utilizan el frame MAC. Los mensajes de Ring Polling, Monitor Contention, Soft Error Reporting, Beaconing y otros que se intercambian entre las tarjetas de red, utilizan el frame MAC.

2.2.5.1. FRAME LLC

En donde: El frame LLC es el que utiliza IP, IPX, NetBIOS, etc. Tiene informacin al comienzo (header) y al final (trailer) requerida por token ring.

SDEL: Starting Delimiter (Delimitador de inicio) AC: Access Control (Control de acceso) FC: Frame Control (aqu dice si es un frame LLC o un frame MAC) DA: Destination Address (direccin MAC destino) SA: Source Address (direccin MAC origen) LLC PDU: LLC Protocol Data Unit (informacin transportada utilizando IEEE 802.2) FCS: Frame check secuence (Chequeo de redundancia cclico) EDEL: Ending Delimiter (Delimitador de final) FS: Frame Status (Estado de la Trama)

2.2.5.2. FRAME MAC

El frame MAC lo utilizan las tarjetas de red para comunicarse entre ellas. Este frame transporta informacin que slo interesa al segmento, anillo, local: esto se traduce en que los bridges o switches nunca pasan frames MAC (cada puerto token ring en un bridge o swith es un anillo diferente). Algunos frames MAC son procesados en un espacio de memoria reservado en los adaptadores de red: el Express Buffer. Este espacio de memoria siempre est disponible para procesar frames MAC (no importa que tan ocupada est la tarjeta de red con frames LLC, siempre habr espacio para los frames MAC en el Express Buffer).

En donde:

SDEL: Starting Delimiter (Delimitador de inicio) AC: Access Control (Control de acceso)

FC: Frame Control (aqu dice si es un frame LLC o un frame MAC) DA: Destination Address (direccin MAC destino) SA: Source Address (direccin MAC origen) MAC PDU: Slo para uso entre nodos locales FCS: Frame check secuence (Chequeo de redundancia cclico) EDEL: Ending Delimiter (Delimitador de final) FS: Frame Status (Estado de la Trama)

3. TECNOLOGAS WAN

3.1. QU ES UNA WAN?

Una WAN es una red de comunicacin de datos que opera ms all del alcance geogrfico de una LAN.

Las WAN se diferencian de las LAN en varios aspectos. Mientras que una LAN conecta computadoras, dispositivos perifricos y otros dispositivos de un solo edificio u de otra rea geogrfica pequea, una WAN permite la transmisin de datos a travs de distancias geogrficas mayores. Adems, la empresa debe suscribirse a un proveedor de servicios WAN para poder utilizar los servicios de red de portadora de WAN.

Las WAN utilizan instalaciones suministradas por un proveedor de servicios, o portadora, como una empresa proveedora de servicios de telefona o una empresa proveedora de servicios de cable, para conectar los sitios de una organizacin entre s con sitios de otras organizaciones, con servicios externos y con usuarios remotos. En general, las WAN transportan varios tipos de trfico, tales como voz, datos y video.

3.2. CARACTERSTICAS PRINCIPALES DE LAS WAN:

Las WAN generalmente conectan dispositivos que estn separados por un rea geogrfica ms extensa que la que puede cubrir una LAN.

Las WAN utilizan los servicios de operadoras, como empresas proveedoras de servicios de telefona, empresas proveedoras de servicios de cable, sistemas satelitales y proveedores de servicios de red.

Las WAN usan conexiones seriales de diversos tipos para brindar acceso al ancho de banda a travs de reas geogrficas extensas.

3.3. TECNOLOGAS WAN Y EL MODELO OSI

Las operaciones de una WAN se centran principalmente en las Capas 1 y 2. Los estndares de acceso WAN normalmente describen tanto los mtodos de entrega de la capa fsica como los requisitos de la capa de enlace de datos, incluyendo la direccin fsica, el control del flujo y la encapsulacin.

Los protocolos de capa fsica (capa 1 del modelo OSI) describen cmo proporcionar las conexiones elctricas, mecnicas, operativas y funcionales a los servicios brindados por un proveedor de servicios de comunicaciones.

Los protocolos de la capa de enlace de datos (Capa 2 del modelo OSI) definen cmo se encapsulan los datos para su transmisin a lugares remotos y los mecanismos de transferencia de las tramas resultantes. Se utiliza una variedad de tecnologas diferentes, como Frame Relay y ATM. Algunos de estos protocolos utilizan los mismos mecanismos bsicos de entramado, control de enlace de datos de alto nivel (HDLC, High-Level Data Link Control), una norma ISO o uno de sus subgrupos o variantes.

3.4. TECNOLOGAS WAN.

Entre las ms conocidas tecnologas WAN, tenemos:

3.4.1. RDSI RED DIGITAL DE SERVICIOS INTEGRADOS (Ingls : ISDN)

Surge como el resultado de la digitalizacin de las seales de las redes telefnicas convencionales, logrando aumentar los servicios ofrecidos, como voz, datos y video. Esto es posible, ya que, una vez digitalizadas las seales, se hace posible mediante la segmentacin y multiplexacin de las comunicaciones extremo a extremo, identificar y separar los diferentes servicios sobre un mismo medio o punto de acceso.

3.4.2. FRAME RELAY.

Anteriormente, las redes WAN eran ofrecidas mediante el uso de lneas dedicadas, ofrecidas mayormente por las operadoras telefnicas, sin embargo, debido al aumento de la demanda se hizo necesario implementar ste tipo de servicio a travs de intranets o internet. El uso de internet, sin embargo, conlleva la necesidad de implementar ciertas tecnologas que brindasen niveles de seguridad a esos enlaces.

Frame Relays es uno de los protocolos WAN ms utilizados, principalmente ya que es econmico en comparacin con las lneas dedicadas. Adems, la configuracin del equipo del usuario en una red Frame Relay es muy simple. Las conexiones Frame Relay se crean al configurar routers CPE u otros dispositivos para comunicarse con un switch Frame Relay del proveedor de servicios. El proveedor de servicio configura el switch Frame Relay, que ayuda a mantener las tareas de configuracin del usuario final a un nivel mnimo.

Frame Relay tiene menores gastos que X.25 ya que no ofrece correccin de errores, ya que, las instalaciones modernas WAN son ms confiables. El nodo Frame Relay desecha los paquetes cuando detecta errores. Cualquier correccin de errores necesaria, como la retransmisin de datos, se deja a los puntos finales. De esta forma, se agiliza la propagacin de extremo a extremo del cliente a travs de la red.

Frame Relay administra el volumen y la velocidad de manera eficaz mediante la combinacin de las funciones necesarias de las capas de enlace de datos y de red en un simple protocolo. Como protocolo de enlace de datos, Frame Relay ofrece acceso a una red, delimita y entrega tramas en el orden adecuado y reconoce los errores de transmisin a travs de una comprobacin de redundancia cclica estndar (CRC). Como protocolo de red, Frame Relay proporciona mltiples conexiones lgicas a travs de un nico circuito fsico y permite que la red enrute datos a travs de estas conexiones a sus destinos previstos.

3.4.2.1. FUNCIONAMIENTO DE FRAME RELAY.

Cuando las empresas de comunicaciones usan Frame Relay para interconectar las LAN, un router de cada LAN es el DTE. Una conexin serial, como una lnea arrendada T1/E1, conecta el router al switch Frame Relay de la empresa de comunicaciones en el punto de presencia (POP) ms cercano para la empresa. El switch Frame Relay es un dispositivo DCE. Los switches de red mueven tramas desde un DTE en la red y entregan tramas a otros DTE en forma de DCE. Otros equipos informticos que no se encuentren en la LAN pueden tambin enviar datos a travs de la red Frame Relay. Dichos equipos utilizan como DTE un dispositivo de acceso Frame Relay (FRAD). A menudo, FRAD hace referencia a un ensamblador/desensamblador de Frame Relay que es un artefacto dedicado o un router configurado para admitir Frame Relay. Se encuentra en las instalaciones del cliente y se conecta con el puerto del switch en la red del proveedor de servicio. A su vez, el proveedor de servicio interconecta los switches Frame Relay.

3.4.2.2. CIRCUITOS VIRTUALES.

La conexin a travs de una red Frame Relay entre dos DTE se denomina circuito virtual (VC, Virtual Circuit). Los circuitos son virtuales dado que no hay una conexin elctrica directa de extremo a extremo. La conexin es lgica y los datos se mueven de extremo a extremo, sin circuito elctrico directo. Con los VC, Frame Relay comparte el ancho de banda entre varios usuarios, y cualquier sitio puede comunicarse con otro sin usar varias lneas fsicas dedicadas.

3.4.2.3. FORMAS DE ESTABLECER VC:

Los SVC, circuitos virtuales conmutados, se definen dinmicamente mediante el envo de mensajes de sealizacin a la red (CALL SETUP, DATA TRANSFER, IDLE, CALL TERMINATION). Los PVC, circuitos virtuales permanentes, son preconfigurados por la empresa de comunicaciones y, una vez configurados, slo funcionan en los modos DATA TRANSFER e IDLE. Tenga en cuenta que algunas publicaciones hacen referencia a los PVC como VC privados.

Los VC proporcionan una ruta de comunicacin bidireccional de un dispositivo a otro. Los VC se identifican a travs de DLCI. Los valores de DLCI comnmente son asignados por el proveedor de servicios Frame Relay (por ejemplo, la compaa telefnica). Los DLCI Frame Relay tienen importancia local, es decir que los valores en s no son nicos en la WAN Frame Relay. El DLCI identifica un VC al equipo en un punto final. El DLCI no tiene importancia ms all del enlace nico. Dos dispositivos conectados por un VC pueden utilizar un valor DLCI distinto para referirse a la misma conexin.

Los DLCI con importancia local se han convertido en el principal mtodo de direccionamiento, dado que se puede usar la misma direccin en diferentes ubicaciones al mismo tiempo que se hace referencia a distintas conexiones. El direccionamiento local evita que un cliente se quede sin DLCI a medida que la red crece.

3.4.3. TECNOLOGA X.25

X.25 es un conjunto de protocolos usados para establecer la conexin entre el equipo terminal de datos (Data Terminal Equipment o DTE) y el equipo de terminacin de circuito de datos (Data Circuit Terminating Equipment o DCTE) de una red de conmutacin de paquetes

X.25 trabaja sobre servicios basados en circuitos virtuales (VC), mediante diversas tcnicas de multiplexado estadstico, se entrelazan paquetes de distintos usuarios dentro de un mismo canal. Para identificar las conexiones en la red de los distintos DTE, en X.25 se emplean nmeros de canal lgico (LCN), pudiendo asignar hasta 4095 canales lgicos y sesiones de usuario en un mismo canal fsico.

3.4.3.1. OPERACIN DE X.25

Para que las redes de paquetes y las estaciones de usuario se puedan interconectar se necesitan unos mecanismos de control del flujo, que sirve para evitar la congestin de la red. Tambin el DTE ha de controlar el flujo que le llega desde la red. Adems deben existir procedimientos de control de errores que garanticen la recepcin correcta de todo el trfico.

Las redes utilizan X.25 para establecer un encapsulamiento que permiten a dos DTE comunicarse a travs de la red. Entre las funciones de estos procedimientos tenemos:

Identificacin de paquetes procedentes de otros equipos Aceptacin o rechazo de paquetes, Rechazo de paquetes, Recuperacin de errores y Control de flujo.

3.4.4. ATM

La tecnologa del Modo de Transferencia Asncrona ATM (Ingls - Asynchronous Transfer Mode) es el eje de los servicios digitales integrados que ofrecern las nuevas redes digitales de servicios integrados de Banda Ancha (B-ISDN).

La versatilidad de la conmutacin de paquetes de longitud fija, denominadas celdas ATM, son las ideales para la transmisin de grandes volmenes de datos, flexibilidad de conmutacin y facilidades para el operador. Los conmutadores ATM aseguran que el trfico de grandes volmenes es flexiblemente conmutado al destino correcto. Para el operador que implementa ATM, podr cobrar o tarifar nicamente las celdas utilizadas por un cliente. ATM combina la simplicidad de la multiplexacin por divisin en el tiempo (Time Division Multiplex TDM) encontrado en la conmutacin de circuitos, con la eficiencia de las redes de conmutacin de paquetes con multiplexacin estadstica.

3.4.4.1. MULTIPLEXACION EN ATM

La conexin en ATM, consiste de "celdas" de informacin contenidas en un circuito virtual (VC). Estas celdas provienen de diferentes fuentes como transferencias de voz y a tasas variables, del tipo de rfagas (bursty traffic) como los datos. Cada celda compuesta por 53 bytes, de los cuales 48 son para informacin y los restantes para uso de campos de control (encabezado).

3.4.4.2. ENCABEZADO DE ATM

Esta cabecera contiene campos de control como "quin soy" y "a donde voy"; identificada por un circuito de identificacin virtual (VCI Ingls: virtual circuit identifier) y un identificador virtual de ruta (VPI Ingls: virtual path identifier), conteniendo adems informacin del enrutamiento de las celdas y tipo de conexin. La organizacin de la cabecera (header) depender s la informacin relacionada es para interfaces de red a red o de usuario a red. Las celdas son enrutadas o direccionadas individualmente a travs de los conmutadores basndose en estos identificadores, los cuales tienen significado local - ya que pueden cambiar de interface a interface.

3.4.4.3. PROTOCOLO ATM

El protocolo ATM consiste de tres niveles o capas bsicas. La primera capa llamada capa fsica (Physical Layer), define las interfaces fsicas con los medios de transmisin y el protocolo de trama para la red ATM es responsable de la correcta transmisin y recepcin de los bits en el medio fsico apropiado. A diferencia de muchas tecnologas LAN como Ethernet, que especifica ciertos medios de transmisin, (10 base T, 10 base 5, etc.), ATM es independiente del transporte fsico. Las celdas ATM pueden ser transportadas en redes SONET (Synchronous Optical Network), SDH (Synchronous

Digital Hierarchy), T3/E3, TI/EI o an en modems de 9600 bps. Hay dos subcapas en la capa fsica que separan el medio fsico de transmisin y extraccin de los datos.

3.4.5. FDDI

La Interfaz de Datos Distribuida por Fibra (FDDI Ingls: Fiber Distributed Data Interface) es un conjunto de estndares de ISO y ANSI para la transmisin de datos en redes WAN o LANmediante cable de fibra ptica. Est basado en la arquitectura token ring y permite una comunicacin tipo Full Duplex, una LAN FDDI suele ser empleada como backbone para una red de rea amplia (WAN).

3.4.5.1. OPERATIVIDAD DE FDDI

Una red FDDI utiliza dos anillos token ring, uno principal y otro de respaldo en caso de fallas, en cada anillo, el trfico se produce en sentido contrario al del otro. Cuando se emplea uno solo anillo la velocidad es de 100 Mbps y tiene un alcance de 200 km, con el uso de dos anillos la velocidad llega a 200 Mbps pero disminuyendo el alcance a 100 km.

La operacin de FDDI es similar a la de los Token Ring, sin embargo, el tamao de sus anillos produce una mayor latencia y que ms de una trama puede estar circulando por un mismo anillo a la vez. El diseo de FDDI obedece de obtener un sistema de tiempo real con un alto grado de fiabilidad, con una transmisin virtualmente libre de errores, por lo que se consider a la fibra como el medio idneo de transmisin.

3.4.5.2. CARACTERSTICAS DE FDDI

Una red FDDI tiene un ciclo de reloj de 125 MHz, utilizando un esquema de codificacin 4B/5B que permite al usuario obtener una velocidad mxima de transmisin de datos de 100 Mbps. FDDI hace posible transmitir una trama de red, o diversas tramas de tamao variable de hasta 4500 bytes (determinado por la tcnica de codificacin 4B/5B) durante el mismo acceso. La tecnologa FDDI permite un mximo de 500 estaciones FDDI (conexiones fsicas) directamente sobre cada anillo paralelo. Las estaciones FDDI utilizan una direccin de 45 bytes, definida por la IEEE. La oficina de normalizacin del IEEE administra la asignacin de las direcciones a todas las estaciones FDDI. El cable de fibra multimodo con un dimetro exterior del ncleo de 62.5 micrones (um) y un dimetro exterior del revestimiento de 125 m (62.5/125) es el tipo de medio con el que empez a operar la red FDDI. Esto se debe a que el estndar FDDI especifica las caractersticas de estacin a estacin y de cable de planta sobre la base del cable 62.5/125 para proporcionar un puerto de referencia comn que permite verificar si existe conformidad.

Las empresas que producen y disean estos productos como AT&T, DEC, etc, recomiendan la fibra 62.5/125. Tambin cabe la posibilidad de utilizar otros tipos de cables de fibra ptica incluidos 100/140, 82.5/128 y 50/125. Existe una cantidad importante de fibra oscura 50/125 que ya se encuentra instalada en numerosas zonas. Este tipo de fibra es muy comn en Europa y el lejano Oriente, especialmente en Japn. [editar]Especificaciones

FDDI especifica la capa fsica y la capa de enlace de datos del modelo OSI, pero no es una sola especificacin, sino un conjunto de 4 especificaciones aisladas, cada una de ellas con una funcin especfica. Juntas, estas especificaciones tienen la capacidad de proveer alta velocidad de conexin entre las capas superiores tales como TCP/IP e IPX y un medio como el cableado de fibra ptica.