ETHERNET ETHERNET -TOKEN -TOKEN RING - APLLE APLL E TALK TAL K Y ARCNET Descripción de la Arquitectura de redes
ETHERNET Concepto: Ethernet es una popular tecnología popular tecnología LAN (Red de Área Local) que utiliza el Acceso múltiple con portadora y detección de colisiones (Carrier Sense Múltiple Access with Collision Detection, CSMA/ CSMA /CD) entre estaciones con diversos tipos de cables. Algu Al gu nas c arac ar acter teríst íst icas ic as d e Ether Eth ernet net:: Es PASIVO, PASIVO , es decir, decir, no requiere una fuente de alimentación alimentación propia, y por tanto, NO FALLA a menos que el cable se corte físicamente físicament e o su terminación sea incorrecta. Se conecta utilizando una una TOPOLOGÍA DE BUS en la que el cable está terminado en ambos extremos. UTILIZA MÚLTIPLES PROTOCOLOS MÚLTIPLES PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN y puede conectar entornos informáticos heterogéneos, incluyendo Netware, UNIX, Netware, UNIX, Windows Windows y Macintosh.
Método de Acceso d e la Ethernet: El método de acceso que usa Ethernet es el ACCESO MÚLTIPLE CON PORTADORA Y DETECCIÓN DE COLISIONES (Carrier Sense Múltiple Access with Collision Detection, CSMA/CD). CSMA/CD es un conjunto de reglas que DETERMINA EL MODO DE RESPUESTA DE LOS DISPOSITIVOS DE RED CUANDO DOS DE ELLOS INTENTAN ENVIAR DATOS EN LA RED SIMULTÁNEAMENTE. La transmisión de datos por múltiples equipos simultáneamente a través de la red produce una colisión.
Cada equipo de la red, incluyendo clientes y servidores, rastrea el cable en busca de tráfico de red. Únicamente cuando un equipo detecta que el cable está libre y que no hay tráfico envía los datos. Después de que el equipo haya transmitido los datos en el cable, ningún otro equipo puede transmitir datos hasta que los datos originales hayan llegado a su destino y el cable vuelva a estar libre. Tras detectar una colisión, un dispositivo espera un tiempo aleatorio y a continuación intenta retransmitir el mensaje. Si el dispositivo detecta de nuevo una colisión, espera el doble antes de intentar retransmitir el mensaje.
Velocidad de transferencia: ETHERNET ESTÁNDAR, denominada 10BaseT, SOPORTA VELOCIDADES DE transferencia de datos de 10 Mbps sobre una amplia variedad de cableado. También están disponibles versiones de Ethernet de alta velocidad. FAST ETHERNET (100BaseT) SOPORTA VELOCIDADES DE transferencia de datos de 100 Mbps y GIGABIT ETHERNET SOPORTA VELOCIDADES DE 1 GBPS (gigabyte por segundo) o 1,000 Mbps.
Orígenes de Ethernet: Ethernet fue creado por Robert Metcalfe y otros en Xerox Parc, centro de investigación de Xerox para interconectar computadoras. El diseño original funcionaba a 1 Mbps sobre cable coaxial grueso con conexiones vampiro (que "muerden" el cable) en 10Base5. Para la norma de 10 Mbps se añadieron las conexiones en coaxial fino (10Base2, también de 50 ohmios, pero más flexible), con tramos conectados entre sí mediante conectores BNC; par trenzado categoría 3(10BaseT) con conectores RJ45, mediante el empleo de hubs y con una configuración física en estrella; e incluso una conexión de fibra óptica (10BaseF).
Importancia de Ethernet: Ethernet es popular porque permite un buen equilibrio entre velocidad, costo y facilidad de instalación. Estos puntos fuertes, combinados con la amplia aceptación en el mercado y la habilidad de soportar virtualmente todos los protocolos de red populares, hacen a Ethernet la tecnología ideal para la red de la mayoría de usuarios de la informática actual
Hardware común mente utilizados por Ethernet: NIC, o adaptador de red Ethernet - permite el acceso de una computadora a una red. Cada adaptador posee una dirección MAC que la identifica en la red y es única. Una computadora conectada a una red se denomina nodo.
Repetidor o repeater - aumenta el alcance de una conexión física, disminuyendo la degradación de la señal eléctrica en el medio físico.
Concentrador o hub - funciona como un repetidor, pero permite la interconexión de múltiples nodos, además cada mensaje que es enviado por un nodo, es repetido en cada boca el hub.
Puente o bridge - interconectan segmentos de red, haciendo el cambio de frames (tramas) entre las redes de acuerdo con una tabla de direcciones que dice en que segmento está ubicada una dirección MAC.
Enrutador o router - funciona en una capa de red más alta que los anteriores -- el nivel de red, como en el protocolo IP, por ejemplo -- haciendo el enrutamiento de paquetes entre las redes interconectadas. A través de tablas y algoritmos de enrutamiento, un enrutador decide el mejor camino que debe tomar un paquete para llegar a una determinada dirección de destino.
Conmutador o Switch - funciona como el bridge, pero permite la interconexión de múltiples segmentos de red, funciona en velocidades más rápidas y es más sofisticado. Los switches pueden tener otras funcionalidades, como redes virtuales y permiten su configuración a través de la propia red.
TOKEN RING Definición: Arquitectura de red desarrollada por IBM en los años 1970 con topología física en anillo y técnica de acceso de paso de testigo, usando un frame de 3 bytes llamado token que viaja alrededor del anillo. Token Ring se recoge en el estándar IEEE 802.5. Características Topología: anillo lógico, estrella física. Toda la información viaja en una sola dirección a lo largo del círculo formado por el anillo. El anillo no representa un medio de difusión sino que una colección de enlaces punto a punto individual. Cada estación se conecta a otras. Cada nodo siempre pasa el mensaje, si este mensaje es para él, entonces lo copia y lo vuelve a enviar. Número máximo de nodos por red 260. El arreglo tiene un bit de verificación, a simple vista, este mecanismo podría parecer menos fuerte que el mecanismo usado para la topología en caso de fallas.
En la implementación es posible diseñar anillos que permitan saltar a un nodo que este fallando.
Método de Acceso :
El método de acceso es conocido como token passing o Paso de testigo y consiste en que una sola estación puede transmitir en determinado instante y es precisamente la que posea en ese momento el Token, este es el encargado de asignar los permisos para transmitir los datos. La información que viaja en el recorre una sola dirección a lo largo de la red. No requiere de enrutamiento, ya que cada paquete es pasado a su vecino y así consecutivamente, por ejemplo, tenemos tres estaciones de trabajo A, B, C, etc., si una estación A transmite un mensaje, pasa a B, independientemente de si va dirigido a la B o a otra, luego por C, etc. El Token se mantiene circulando constantemente a través de todo el anillo mientras ninguna estación necesita transmitir. Cuando alguna maquina desea enviar o solicitar datos hacia la red debe esperar a que le llegue el Token vacío, cuando le llega adjunta el mensaje al Token y este activa una señal indicando que el bus está ocupado. El mensaje continúa su recorrido en orden, hasta llegar a la estación destino. La estación que mandó puede chequear si el token encontró a la estación destino y si entregó la información correspondiente (Acuse de recibo), en estos casos cuando la otra computadora recibe la información el Token regresa a la estación origen que envió el mensaje con un mensaje de que fue recibida la información. Luego se libera el Token para volver a ser usado por cualquiera otra computadora. Un dispositivo tiene que esperar hasta que el token llega a ese lugar para poder adjuntar el mensaje que desea mandar hacia otra estación de trabajo. Si en un momento dado el token está ocupado atendiendo una llamada y otra máquina desea ocupar la red, envía un comando de espera antes de darle entrada a la nueva petición (por lo general, transcurren solo unas fracciones de segundo). Aquí debido a que una computadora requiere el Token para enviar información no hay colisiones. El token es un paquete físico especial, que no debe confundirse con un paquete de datos. Ninguna estación puede retener el token por más de un tiempo dado (10 ms). Modo de Transmisión
Técnicas de Transmisión: Banda base, código Manchester diferencial. La codificación Manchester diferencial consiste en que un bit con valor 1 se indica por la ausencia de transición al inicio del intervalo, y un bit con valor cero se indica por la presencia de una transición al inicio del intervalo. En ambos casos, existe una transición en la parte media del intervalo.
Banda Base:
La señal se transmite directamente en forma digital sin modulación, por lo que ocupa totalmente el ancho de banda del medio de transmisión, es decir, por la línea de comunicación van solo niveles altos o bajos de voltaje, o - ceros- y - unos -. Se pueden utilizar codificaciones especiales para poder sincronizar las computadoras origen y destino a la hora de enviar y recibir el mensaje, respectivamente; esta sincronización sirve para indicar cuando empieza un nuevo bit a ser leído. Concretamente se utiliza la codificación Manchester y Manchester diferencial para mantener esta sincronización de bit. Inevitablemente se producirán atenuaciones de la señal, que son críticas cuando se desean conectar las computadoras muy separadas entre sí. Como se utiliza tecnología digital, la amplificación se realiza por medio de repetidores. Estos dispositivos detectan la señal, y al regeneran. De esta forma los ruidos no se acumulan, produciendo señal limpia. Para poder compartir el medio, las diferentes señales se han de multiplexar en el tiempo, es decir, partir el tiempo del canal en distintos trozos y enviar cada mensaje en una ranura independiente. Así la señal final resultara una mezcla de señales individuales originales; el receptor se encargara de restaurar la señal adecuadamente. MAU (Multistation Ac ces s Unit, Unid ad d e acceso Multies tac ió n):
La MAU es un concentrador de dispositivos en estrella. La MAU permite establecer la topología física en estrella a partir del anillo lógico como se puede ver en la figura que se muestra más arriba. La MAU contiene un pequeño transformador de aislamiento para cada dispositivo conectado, el cual brinda protección similar a la de Local Talk. Este aislamiento es la clave para la inmunidad de los sistemas en red ante las interferencias El estándar IEEE 802.5 para las redes Token Ring no contiene ninguna referencia específica a los requisitos de aislamiento. Por lo tanto la susceptibilidad de las redes Token Ring a las interferencias puede variar significativamente entre diferentes fabricantes. Estas unidades pueden ser pasivas o activas, existiendo versiones para par trenzado apantallado o sin apantallar. Las unidades más utilizadas tienen ocho puertas para conectar terminales y otras dos, una de entrada y otra de salida, para
extender el anillo. Cuando se supera el número máximo de dispositivos conectables a una MAU se añaden otras MAU conectándolas entre sí en anillo. CONEXIONES FISICAS :
Las estaciones en redes Token Ring se conectan directamente a MAUs, las cuáles pueden ser cableadas a través del anillo (como se muestra en la figura). Los Patch cables sirven para interconectar las MAUs. Los Lobe cables conectan a las estaciones con las MAUs.
Equipos:
Adaptador es Tok en Ring : Las tarjetas Token Ring están disponibles en modelos de 4 Mbits/sec y 16 Mbits/sec. Si una tarjeta de 16 Mbits/sec es usada en una red de 4 Mbits/sec, ésta ópera a 4 Mbits/sec. Multistation Access Units (MAUS) : Un conector MAU conecta 8 o más estaciones de trabajo usando algún tipo de cable de red como medio. Se pueden interconectar más de 12 dispositivos MAU. Token Ring Adapter Cables : Cables token ring típicamente tienen conectores de 9 pines como terminales para conectar una tarjeta de red a un tipo especial, un conector especial que se conecta al MAU. La longitud del
cable no debe exceder ft de longitud pero se pueden utilizar patch cables para extenderlos hasta 150 ft.
Patch Cables : Los Patch cables extienden la distancia de una workstation hacia un dispositivo MAU. En los sistemas IBM, debe ser de tipo 6 para una longitud arriba de 150 ft. Ya que este tipo de cable tiene el potencial suficiente para soportar grandes distancias. Conector : Tipo 1 los usa IBM en sus sistemas de cableado conectores de datos tipo A que son hermafroditas. Media Filtres : Cuando se usa par trenzado tipo 3, se requiere un filtro de medios para las workstations. Este convierte los conectores de cable y reduce el ruido. Patch Panels : Un patch panel se usa para organizar el cable con los MAU. Un conector estándar de teléfono se usa para conectar el patch panel al bloque de punchdown. Maximum Station and Distances: Stations and Distances : El número máximo de estaciones en un anillo es de 260 para cable blindado (STP) y 72 para UTP. La distancia máxima que puede haber entre un conector MAU y una estación es de 101 metros (330 f). Tomando en cuenta que el cable es continuo de un solo segmento, si se tienen que unir los segmentos se debe utilizar un patch cable, la distancia máxima de un MAU hacia la workstation es de 45 metros (150 ft). La longitud total de la red LAN puede variar según las conexiones de las estaciones
Medios de Transmisión :
El cable que se emplea normalmente para la transmisión de datos en esta red es el par trenzado, con o sin blindaje, aunque también se puede utilizar el cable coaxial o la fibra óptica. Las estaciones se unen al anillo mediante RIU o unidades de interface al anillo. Pueden estar en dos estados: Repetidor: reenvía lo que le llega. Transmisor : envía y lee del anillo.
Si el cable se llega a romper en algún lugar el anillo desaparece, esto se resuelve utilizando centro de cableado en estrella, llamados MAU que pueden detectar y corregir automáticamente fallos en el cableado. Si llegara a romperse al anillo, se
puede continuar operando si se puntea el segmento dañado. Con estos se mejora la fiabilidad y el mantenimiento de la red.
APPLE TALK Y ARCNET
Ambiente AppleTalk Apple Computer, Inc. introdujo AppleTalk en 1983 como la arquitectura de red propia para grupos pequeños. Funciones de red están integrados en los ordenadores Macintosh, lo que hace que la red AppleTalk muy fácil de configurar en comparación con otras redes. Los términos principales que se utilizan en el entorno de Apple pueden ser confusos porque suenan similares a los términos utilizados en otros entornos, sino que se refieren a diferentes aspectos de una red. Se tratan los siguientes aspectos de las redes de Apple: 1. 2. 3. 4. 5.
AppleTalk LocalTalk AppleShare EtherTalk TokenTalk
1. AppleTalk
AppleTalk es la arquitectura de red de Apple y está incluido en el software del sistema operativo Macintosh. La figura 3.29 muestra una configuración típica de red AppleTalk. Esto significa que las capacidades de red están integrados en todos los Macintosh. Apple talk fase 1 es obsoleto. AppleTalk Fase 2 es la versión actual de
AppleTalk. La arquitectura es un conjunto de protocolos que corresponden al
modelo de referencia OSI. Figura 3.29 red AppleTalk Cuando un dispositivo conectado a una red AppleTalk se pone en línea, tres cosas suceden en el siguiente orden:
El dispositivo comprueba para ver si se ha almacenado una dirección de una sesión de networking anterior. Si no es así, el dispositivo asigna a sí mismo una dirección elegida al azar de un rango de direcciones permitidas. El dispositivo transmite la dirección para determinar si algún otro dispositivo está utilizando. Si no hay otro dispositivo está utilizando la dirección, el dispositivo almacena la dirección de utilizar la próxima vez que el dispositivo se pone en línea.
2. LocalTalk
Redes AppleTalk se refieren comúnmente como redes LocalTalk. LocalTalk utiliza CSMA / CA como un método de acceso en una topología de bus o árbol con blindado, cableado de par trenzado, pero también aceptará cable de fibra óptica y UTP. LocalTalk es de bajo costo, ya que está integrado en el hardware de Macintosh. Pero, debido a su relativamente modesto desempeño (la velocidad de datos máxima de comunicación para LocalTalk es 230.4 Kbps), y porque LocalTalk tarjetas de red para ordenadores compatibles con PC son obsoletas, LocalTalk no es tan ampliamente utilizado como Ethernet o Token Ring en redes de empresas grandes. La figura 3.30 muestra el cable y los conectores LocalTalk.
LocalTalk también se refiere a los componentes de cableado físicas, así como para el protocolo de capa de enlace de datos. Éstas incluyen: Cables. Los módulos de conector. extensores de cable.
Figura 3.30 Módulo de conexión LocalTalk con un cable LocalTalk
Cableado STP se utiliza con mayor frecuencia en una topología de bus o árbol. Una red LocalTalk admite un máximo de 32 dispositivos. Debido a las limitaciones de LocalTalk, los fabricantes que no sean de Apple a menudo se prefieren para el cableado. Farallon PhoneNet, por ejemplo, puede manejar 254 dispositivos. PhoneNet utiliza cable de teléfono y los conectores y se puede implementar como una red de bus o conectado a un concentrador de cableado central para formar una topología de estrella.
3. AppleShare
AppleShare es el servidor de archivos en una red AppleTalk. El software de cliente se incluye con cada copia del sistema operativo de Apple. También hay un servidor de impresión AppleShare, que es una cola de impresión basada en servidor. Zonas
Redes LocalTalk individuales se pueden unir en una red más grande mediante el uso de agrupaciones lógicas denominadas zonas. Figura 3.31 muestra tres zonas LocalTalk conectadas. Cada subred conectada se identifica por un nombre de zona. Los usuarios en una sola red LocalTalk pueden acceder a los servicios en otra red, basta con seleccionar esa zona. Esto es útil para acceder a los servidores de archivos en una variedad de redes pequeñas, ampliando el tamaño de la red. Las redes que utilizan otras arquitecturas, tales como Token Ring, también se pueden unir a una red AppleTalk de esta manera.
Por el contrario, los grupos de trabajo en una sola red LocalTalk se pueden subdividir en zonas para aliviar la congestión en una red ocupada. Cada zona, por ejemplo, puede tener su propio servidor de impresión.
Figura 3.31 tres zonas unidas entre sí para formar una red más grande
Consideraciones AppleTalk
Ordenadores de empresas que no sean de Apple también se pueden utilizar AppleTalk. Éstas incluyen:
Computadoras personales IBM y compatibles. Ordenadores centrales de IBM. Ordenadores Digital Equipment Corporación VAX. Algunos equipos UNIX.
4. EtherTalk
EtherTalk permite que los protocolos de red AppleTalk se ejecuten en el cable coaxial Ethernet. 5. TokenTalk
La tarjeta TokenTalk es una tarjeta de expansión que permite a un Macintosh para conectarse a una red Token Ring 802.5. TokenTalk software se incluye con la tarjeta y es compatible con AppleTalk Fase 2.
Medio Ambiente ArcNet Datapoint Corporation desarrolló la Red Informática de recursos asociados (ArcNet) en 1977. Figura 3.32 muestra una ArcNet de estrella con cable. Se trata de una arquitectura sencilla, barata y flexible de red diseñado para redes de grupos de trabajo de tamaño. Las primeras tarjetas ArcNet fueron enviados en 1983.
Figura 3.32 Simple Network ArcNet estrella-cableado
ArcNet la tecnología anterior IEEE Proyecto 802 estándares, pero sin apretar asigna al documento 802,4. Esto especifica los estándares para redes de bus de paso de testigo utilizando cable de banda ancha. Una red ArcNet puede tener una topología en estrella-bus o autobús. ¿Cómo funciona ArcNet ArcNet utiliza un método de paso de testigo de acceso en una topología en estrellabus (mostrado en la Figura 3.33) que pasa datos a 2,5 Mbps. ArcNet Plus, un sucesor del ArcNet original, permite velocidades de transferencia de datos de 20 Mbps. Debido ArcNet es una arquitectura de paso de testigo, un ordenador en una red ArcNet debe tener el token con el fin de transmitir datos. El token se mueve de un ordenador a otro de acuerdo con el orden en el que están conectados al concentrador, independientemente de la forma en que se encuentran físicamente en el entorno de red. Esto significa que el contador se mueve desde el equipo 1 a la computadora 2 (conexiones hub) en orden, incluso si el equipo 1 está en un extremo del edificio y el ordenador 2 está en el otro extremo del edificio.
Figura 3.33 movimiento simbólico basado en el orden numérico
El paquete ArcNet estándar (Figura 3.34) contiene:
Una dirección de destino. Una dirección de origen. Hasta 508 bytes de datos (o 4096 bytes de datos en ArcNet Plus).
Figura 3.34 Un paquete ArcNet contiene las direcciones de origen y de destino
Hardware Cada equipo está conectado por cable a un concentrador. Los cubos pueden ser activa, pasiva o inteligente. Concentradores pasivos simplemente retransmiten la señal. Los hubs activos pueden regenerar y retransmitir señales. hubs inteligentes tienen todas las características de los centros activos y suelen añadir funciones de diagnóstico, tales como la detección de reconfiguración y conexiones de control-depuerto del operador.
El cableado estándar utilizado para ArcNet es de 93 ohmios RG-62 A / U, cable coaxial. ARCNET también es compatible con par trenzado y los medios de comunicación de fibra óptica. Las distancias entre los equipos varían, dependiendo del cableado y la topología. Uso de un cable coaxial con conectores BNC y hubs activos, a una distancia máxima de cable de 610 metros (2000 pies) de una estación de trabajo con el cubo se puede lograr con una topología en estrella. La distancia máxima en un segmento de bus lineal es sólo 305 metros (1000 pies). Cuando se utiliza un cable de par trenzado sin blindaje, ya sea con conectores RJ11 o RJ-45, hay una distancia máxima de cable de 244 metros (800 pies) entre los dispositivos de ambas estrellas y autobús topologías.
Caso de Estudio Problema Una pequeña empresa de relaciones públicas alquilados dos grupos de oficinas en el Edificio A y el Edificio G de un parque suburbano de oficinas. El personal de las empresas, incluyendo los recursos humanos y departamentos de contabilidad, cuenta con 4 personas y se encuentra en dos oficinas en el Edificio A. El personal creativo, incluyendo copia de la escritura, los gráficos y los departamentos de producción, con un total de 3 empleados, está alojado en el edificio G. Edificio A y el Edificio G, a unos 600 metros (unos 1970 pies) de distancia. El personal de las empresas está en red con un niño de cuatro años de edad, bus coaxial que une sus ordenadores compatibles con PC juntos en un grupo de trabajo de igual a igual. El personal creativo en el edificio G tiene un conglomerado de ordenadores Macintosh, incluyendo Apple y PC-compatibles; que no están conectados en red. Los propietarios de la empresa requieren trabajar en red a todos los equipos para su personal creativo y conectarse a la red creativa-personal a la red de agentes comerciales. También les gustaría para estandarizar el tipo de red que se utiliza en ambos edificios para mantener la solución de problemas a un mínimo.
1. ¿Qué tipo de red en caso de que la instalación? Basado en servidor ____ De igual a igual ____ Cree una estructura de Red que brinde la mejor solución posible para establecer conectividad entre los dos edificios. Utilice un Simulador. Adopte una topología que brinde la mejor eficiencia a la conectividad.
2. ¿Qué tipo de red debe aplicar la empresa dentro de las oficinas?
De fibra óptica Ethernet ____ Fibra óptica Token Ring ____ Fibra óptica ArcNet ____ Ethernet 10BaseT ____ 10Base2 Ethernet ____ Token Ring ____ LocalTalk ____ ArcNet ____ Según la selección explique porqué de la selección y cuáles son las ventajas técnicas de la elección.
CIBERGRAFÍA.
1. http://blearning.itmina.edu.mx/dep/sada/carreras/Ingenieria%20en%20Siste mas%20Computacionales/5to%20Semestre/Teoria%20de%20las%20Telec omunicaciones/teoria_telecomunicaciones/mastelecom.pdf
2. http://pluto.ksi.edu/~cyh/cis370/ebook/ch03f.htm,
3. http://www.gelbukh.com/polibits/1998_20/TCPnIP%20e%20Interconexion% 20de%20Redes_%20Introduccion%20a%20la%20Arquitectura%20Internet %20OSI_%20Un%20Modelo%20de%20Referencia.pdf
4. http://www.it.uc3m.es/~carmen/docencia/doctorado/udc/gra_doctorado_udc _2005071.pdf
