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Protocolos de RedRedes de Computadoras IRedes ITECSUP1I.S.T TECSUPComunicacin Serial y ModemsInterconexin de Redes1TECSUPInterconexin de Redes2Protocolos de RedDe acuerdo a los niveles en que operan este conjunto de protocolos, se pueden dividir en dos categoras:Protocolos de bajo Nivel.Protocolos de Alto Nivel.

Enlace deDatosRedTransporteSesinPresentacinAplicacinFsicoProtocolos deAlto NivelProtocolos deBajo Nivel3OSI y Los Protocolos de RedEnlace deDatosRedTransporteSesinPresentacinAplicacinFsicoNIC: Ethernet, Token-Ring, ARCnet,LocalTalk, FDDi, ATMDriver: Open Datalink Interface (ODI),Driver: Network Independent Interface Specificaction (NDIS)Medios de Transmisin: Twist Pair, Coax, Fiber Optic, WirelessNetBIOSNetBEUISMBNetBIOSIPX RIPNLSPSPXNCPSAPNDSIPTCPUDPTelnetFTPSMTPetc.Protocolos de Bajo NivelProtocolos de Nivel de Bajo NivelLos protocolos de bajo nivel, definen los dispositivos y medios de transmisin utilizados.Estos protocolos corresponden al nivel Fsico y Enlace de Datos. Los principales son:EthernetToken RingFast EthernetFDDIGiga EthernetATM, etc.56La IEEELa IEEE define los estndares para los protocolos utilizados en el nivel Fsico y Enlace de Datos.FsicoEnlace deDatosRed802.2802.3802.4802.5802.6802.9802.11802.127EthernetCreada por Digital Equipment (DEC), Intel y Xerox. Denominada DIX 1.0.Modificada en 1982, DIX 2.0 o Ethernet II.Estandarizada por IEEE como IEEE 802.3FsicoEnlace deDatos802.2802.3802.4802.5802.6802.9802.11802.128EthernetLa trama o frame puede tener un tamao mximo de 1500 bytes.Utiliza 2 tipos de tramas:Ethernet IIIEEE 802.3SOF: Start of FrameFCS: Frame Check SequencePrembuloMAC DestinoMAC OrigensizeCabecera 802.2 y DatosFCS766246-15004SOF1IEEE 802.3PrembuloMAC DestinoMAC OrigentipoDatosFCS866246-15004Ethernet II9EthernetCaractersticas:Topologas soportadas: Bus y EstrellaTipo de arquitectura: Banda BaseMtodo de acceso: CSMA/CDVelocidad: 10 MbpsCables soportados: 10Base2, 10Base5, 10BaseT, 10BaseF

10Cable 10 base 2

Cable 10 base F:10 hace referencia a la velocidadBase: banda baseF: fibra optica.

11Sniffer ProSoftware que ayuda a ver el trafico de la red. Detectar la pc que consume mas ancho de bandaincluso si alguien tiene virus o troyanos.

12Wire SharkAntes conocido como Ethereal, es un analizador de protocolos utilizado para realizar anlisis y solucionar problemas en redes de comunicaciones, para desarrollo de software y protocolos, y como una herramienta didctica para educacin. Cuenta con todas las caractersticas estndar de un analizador de protocolos de forma nicamente hueca.13Analizador de ProtocolosUn analizador de protocolos es una herramienta que sirve para desarrollar y depurar protocolos y aplicaciones de red. Permite al ordenador capturar diversas tramas de red para analizarlas, ya sea en tiempo real o despus de haberlas capturado. Por analizar se entiende que el programa puede reconocer que la trama capturada pertenece a un protocolo concreto (TCP, ICMP...) y muestra al usuario la informacin decodificada. De esta forma, el usuario puede ver todo aquello que en un momento concreto est circulando por la red que se est analizando.14Ethernet: CSMA/CD

Para CABCDDatos enviados a toda la red pero solo lo procesa el destino.15Ethernet: ColisionesCuando ambos PCs estn transfiriendo un paquete al mismo tiempo, a la red, se producir una colisin.

Colisin16Ethernet: 10BaseT

UTPHub Ethernet17Ethernet: 10BaseT

18Ethernet: 10BaseFL

19Token RingCreada por IBM en 1984.Estandarizada por IEEE como IEEE 802.5

FsicoEnlace deDatos802.2802.3802.4802.5802.6802.9802.11802.1220Token RingEn la topologa de red en anillo las estaciones se conectan formando un anillo. Cada estacin est conectada a la siguiente y la ltima est conectada a la primera. Cada estacin tiene un receptor y un transmisor que hace la funcin de repetidor, pasando la seal a la siguiente estacin del anillo. No hay una computadora host central que guarde todos los datos. Las comunicaciones fluyen en una sola direccin alrededor del anillo. En esta topologa los datos se distribuyen con un orden preestablecido. http://www.plusformacion.com/Recursos/r/Token-Ring-FDDI

21Token Ring

Los datos en Token-Ring se transmiten a 4 16Mbps, depende de la implementacion que se haga. Todas las estaciones se deben de configurar con la misma velocidad para que funcione la red. Cada computadora se conecta a travs de cable Par Trenzado ya sea blindado o no a un concentrador llamado MAU(Media Access Unit), y aunque la red queda fisicamente en forma de estrella, lgicamente funciona en forma de anillo por el cual da vueltas el Token. En realidad el MAU es el que contiene internamente el anillo y si falla una conexin automticamente la ignora para mantener cerrado el anillo22Token RingCaractersticasTopologa: anillo lgico, estrella fsica.Toda la informacin viaja en una sola direccin a lo largo del circulo formado por el anillo.El anillo no representa un medio de difusin sino que una coleccin de enlaces punto a punto individuales.Cada estacin se conecta a otras.Cada nodo siempre pasa el mensaje, si este mensaje es para l, entonces lo copia y lo vuelve a enviar.Nmero maximo de nodos por red 260.El arreglo tiene un bit de verificacin, a simple vista, este mecanismo podra parecer menos fuerte que el mecanismo usado para la topologa en caso de fallas.En la implementacin es posible disear anillos que permitan saltar a un nodo que este fallando.Resultan ms caras que las ethernet, pero son ms estables.23Token RingVentajasNo requiere de enrutamiento.Requiere poca cantidad de cable.Fcil de extender su longitud, ya que el nodo esta diseado como repetidor, por lo que permite amplificar la seal y mandarla mas lejos.

DesventajasAltamente susceptible a fallas.Una falla en un nodo deshabilita toda la red (esto hablando estrictamente en el concepto puro de lo que es una topologa de anillo).El software de cada nodo es mucho ms complejo.24Token RingEl Token se mantiene circulando constantemente a travs de todo el anillo mientras ninguna estacin necesita transmitir. Cuando alguna maquina desea enviar o solicitar datos hacia la red debe esperar a que le llegue el Token vaco, cuando le llega adjunta el mensaje al Token y este activa una seal indicando que el bus esta ocupado. El mensaje contina su recorrido en orden, hasta llegar a la estacin destino. La estacin que mand puede chequear si el token encontr a la estacin destino y si entreg la informacin correspondiente (Acuse de recibo), en estos casos cuando la otra computadora recibe la informacin el Token regresa a la estacin origen que envi el mensaje con un mensaje de que fue recibida la informacin. 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 estacin de trabajo25Token RingEl token es un paquete fsico especial, que no debe confundirse con un paquete de datos. Ninguna estacin puede retener el token por ms de un tiempo dado (10 ms).El problema reside en el tiempo que debe esperar una computadora para obtener el Token sin utilizar. El token circula muy rpidamente, pero obviamente esto significa que la mayor parte de las veces, los dispositivos tendrn que esperar algo antes de poder mandar un mensaje.La eficiencia en este sistema se debe a que las comunicaciones siempre viajan en una misma direccin y el sistema nicamente permite que una informacin este viajando por el cable en un momento dado.Cabe mencionar que si algn nodo de la red se cae (termino informtico para decir que esta en mal funcionamiento o no funciona para nada) la comunicacin en todo el anillo se pierde.26Token RingEn cada anillo hay una estacin supervisora que se encarga de inspeccionarlo. Cualquier estacin puede llegar a ser supervisora. La responsabilidad de sta es: vigilar el testigo, tomar decisiones en caso de ruptura del anillo, limpieza del anillo de tramas mutiladas, observar la presencia de tramas hurfanas.

Modo de Transmisin:Tcnicas de Transmisin: Banda base, cdigo Manchester diferencial.La codificacin Manchester diferencial consiste en que un bit con valor 1 se indica por la ausencia de transicin al inicio del intervalo, y un bit con valor cero se indica por la presencia de una transicin al inicio del intervalo. En ambos casos, existe una transicin en la parte media del intervalo.27Token RingBanda Base:La seal se transmite directamente en forma digital sin modulacin, por lo que ocupa totalmente el ancho de banda del medio de transmisin, es decir, por la lnea de comunicacin 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 sincronizacin sirve para indicar cuando empieza un nuevo bit a ser ledo. Concretamente se utiliza la codificacin Manchester y Manchester diferencial para mantener esta sincronizacin de bit. Inevitablemente se producirn atenuaciones de la seal, que son criticas cuando se desean conectar las computadoras muy separadas entre si. Como se utiliza tecnologa digital, la amplificacin se realiza por medio de repetidores. Estos dispositivos detectan la seal, y al regeneran. De esta forma los ruidos no se acumulan, produciendo seal limpia. Para poder compartir el medio, las diferentes seales 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. 28Token RingMAU (Multistation Access Unit, Unidad de acceso Multiestacin):

29Token RingLa MAU es un concentrador de dispositivos en estrella. La MAU permite establecer la topologa fsica en estrella a partir del anillo lgico La MAU contiene un pequeo transformador de aislamiento para cada dispositivo conectado, el cual brinda proteccin. Este aislamiento es la clave para la inmunidad de los sistemas en red ante las interferencias El estndar IEEE 802.5 para las redes Token Ring no contiene ninguna referencia especfica a los requisitos de aislamiento. Por lo tanto la susceptibilidad de las redes Token Ring a las interferencias puede variar significativamente entre diferentes fabricantesEstas unidades (MAU) pueden ser pasivas o activas, existiendo versiones para par trenzado apantallado o sin apantallar. Las unidades ms 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 nmero mximo de dispositivos conectables a una MAU se aaden otras MAU conectndolas entre s en anillo.30Token RingUn MAU puede soportar hasta 72 computadoras conectadas y el cable de el MAU a la computadora puede ser hasta de 100 metros utilizando Par Trenzado Blindado, o 45 metros sin blindaje. El Token-Ring es eficiente para mover datos a travs de la red. En redes pequeas a medianas con trfico de datos pesado el Token Ring es ms eficiente que Ethernet. Por el otro lado, el ruteo directo de datos en Ethernet tiende a ser un poco mejor en redes que incluyen un gran nmero de computadoras con trfico bajo o moderado

31Token RingCONEXIONES FISICAS:Las estaciones en redes Token Ring se conectan directamente a MAUs, las cules pueden ser cableadas a travs 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.

32Token RingFormato del FrameLas redes Token Ring definen dos tipos de frames: tokens y data/command frames. Ambos formatos se muestran en la figura siguiente:

33Token RingLos tokens son de 3 bytes de longitud y consisten en un delimitador de inicio, un byte de control de acceso y un delimitador final.El delimitador de inicio alerta a cada estacin de la llegada de un token (o data/command frame). Este campo incluye seales que distinguen este byte del resto del frame por una violacin al esquema usado en el frame.34Token RingEl byte de control de acceso contiene los campos de prioridad y reservacin, como un token bit (usado para diferenciar un token del frame data/command) y un monitor bit (usado por el monitor activo para determinar cuando un frame est circulando en el anillo a baja velocidad.Finalmente, las seales finales de delimitacin sealan el final del token o data/command frame. Aqu tambin estn contenidos bits que muestran si el token est daado.35Token RingLos Data/command frames varan en tamao, dependiendo del tamao del campo de datos. Los Data/command frames llevan informacin hacia protocolos de otro nivel. Los frames de command contienen informacin de control y no contienen datos para llevar a otros protocolos.En los Data/command frames, hay un byte de frame control despus del byte de control de acceso. El byte de frame control indica cuando el frame contiene datos o informacin de control.Seguido del byte de frame control hay dos campos de direcciones los cules identifican las estaciones destino y fuente.36Token RingEl campo de datos se encuentra despus de los campos de direcciones. La longitud de este campo est limitado por el ring token holding time, el cul define el mximo tiempo que una estacin puede tener el token.Seguido del campo de datos est el campo de frame check sequence (FCS). Este campo es llenado por la terminal fuente con un valor calculado dependiendo del contenido del frame. La estacin de destino recalcula este valor para determinar si el frame tuvo algn dao durante el tiempo que se movi, si s, el frame es descartadoComo en el token, el delimitador completa el data/command frame37Token RingFDDI (norma ANSI X3T9.5)Esta tecnologa de redes FDDI (Fiber Distributed Data Interface - Interfaz de Datos Distribuida por Fibra ) fue desarrollada a mediados de los aos 80 para dar soporte a las estaciones de trabajo de alta velocidad, que haban llevado las capacidades de las tecnologas Ethernet y Token Ring existentes hasta el lmite de sus posibilidades.

38Token RingMEDIOS EN LAS REDES FDDIUna de las caractersticas de FDDI es el uso de la fibra ptica como medio de transmisin. La fibra ptica ofrece varias ventajas con respecto al cableado de cobre tradicional, por ejemplo:Seguridad: la fibra no emite seales elctricas que se pueden interceptar.Confiabilidad: la fibra es inmune a la interferencia elctrica.Velocidad: la fibra ptica tiene un potencial de rendimiento mucho mayor que el del cable de cobre39Token RingUtiliza una trama de un tamao mximo de 4096 bytes.Utiliza 3 o 2 tipos de tramas de acuerdo a la situacin:StartMACDestinoMACOrigenRoute InfoDatosFCS1660-18Variable4AccessControl1FrameControl1EndFrameStatus11Trama para los datos y comandosStart1AccessControl11EndToken EmptyStart11EndAbort40Token RingCaractersticas:Topologas soportadas: Fsica: Estrella; Lgica: Anillo.Tipo de arquitectura: Banda BaseMtodo de acceso: Token PassingVelocidad: 4-16 MbpsCables soportados: UTP y STP (IBM tipo 1, 2 y 3).

41Token Ring: Token Passing

EL token es reenviado por la computadora hacia la siguiente computadora. Token42Token RingITEMSTPUTPTipo de cableSTP IBM Type 1UTP Categora 4Segmento100m100mNodos260/136260/100TopologaEstrella/AnilloEstrella/AnilloConectorIBM 4RJ-4543Token Ring

MAU

MAUTopologa LgicaTopologa Fsica44Fast EthernetMantiene las mismas caractersticas que Ethernet pero con una velocidad 10 veces mayor.Estandarizada por IEEE como IEEE 802.3u

FsicoEnlace deDatos802.2802.3802.5802.11802.3u802.3z802.3ab802.3ae45Fast EthernetUtiliza la misma trama que Ethernet.Soporta Auto-Negociacin.Determinan la velocidad apropiada para la comunicacin con otros dispositivos como Hubs.Estandarizada por la IEEE con IEEE 802.3xSoporta Half Duplex y Full Duplex.Utilizan el mismo medio para enviar y recibir datos en forma simultnea.46Fast EthernetCaractersticas:Topologas soportadas: EstrellaTipo de arquitectura: Banda BaseMtodo de acceso: CSMA/CDVelocidad: 100 MbpsCables soportados: 100BaseTX, 100BaseFX, 100BaseT4

47Fast EthernetITEM100BaseTX100BaseT4100BaseFXTipo de cableUTP categora 5UTP categora 3Fibra pticaSegmento100m100m400m / 2000mConectorRJ-45RJ-45SC, ST, etc.TopologaEstrellaEstrellaEstrella48Gigabit EthernetMantiene las mismas caractersticas que Ethernet pero con una velocidad 100 veces mayor.Estandarizada por IEEE como IEEE 802.3z y IEEE 802.3ab.

FsicoEnlace deDatos802.2802.3802.5802.11802.3u802.3z802.3ab802.3aeRedes ITECSUP4849Gigabit EthernetUtiliza la misma trama que Ethernet.Soporta Auto-Negociacin.Soporta Half Duplex y Full Duplex.Utilizada principalmente en Backbones (lneas principales de la red).

50Gigabit EthernetInternet

Fibra pticaSwitch Core

HubHubHubHubHubHubSwitch WorkgroupSwitch WorkgroupServidoresServidores51Gigabit EthernetCaractersticas:Topologas soportadas: EstrellaTipo de arquitectura: Banda BaseMtodo de acceso: CSMA/CDVelocidad: 1000 Mbps o 1 GbpsCables soportados: 1000BaseLX, 1000BaseSX, 1000BaseT, 1000BaseCX

52Gigabit EthernetITEM1000BaseT1000BaseLX1000BaseSXTipo de cableUTP categora 5Fibra pticaFibra pticaSegmento100m440m/3Km260mConectorRJ-45SC, ST, etcSC, ST, etcTopologaEstrellaEstrellaEstrella1000BaseCXCoaxial 150 ohms25mBNCBus5310 Gigabit EthernetMantiene las mismas caractersticas que Ethernet pero con una velocidad 1000 veces mayor.Estandarizada por IEEE como IEEE 802.3ae.

FsicoEnlace deDatos802.2802.3802.5802.11802.3u802.3z802.3ab802.3aeRedes ITECSUP535410 Gigabit EthernetUtiliza la misma trama que Ethernet.Soporta Auto-Negociacin.Soporta Half Duplex y Full Duplex.Utilizada principalmente en Backbones (lneas principales de la red).Trabaja exclusivamente con Fibra ptica.5510 Gigabit EthernetCaractersticas:Topologas soportadas: EstrellaTipo de arquitectura: Banda BaseMtodo de acceso: CSMA/CDVelocidad: 10 GbpsCables soportados: 10GBase-SR, 10GBase-SW, 10GBase-LR, 10GBase-LW, 10GBase-ER, 10GBase-EW y 10GBase-LX4.

5610 Gigabit EthernetMedioLuzFibra pticaAlcance10GBase-SR10GBase-SW850 nmMultimodoDesde 2 mts hasta 300 mts10GBase-LR 10GBase-LW1310 nmMonomodoDesde 2 mts hasta 10 Kms10GBase-ER 10GBase-EW1550 nmMonomodoDesde 2 mts hasta 40 Kms10GBase-LX4(4 frecuencias)1310 nmMultimodo omonomodoDesde 2 mts hasta 300 mts o hasta 10 Kms5710 Gigabit EthernetLeyenda:S: Short, L: LongE: ExtendedX: Seal codificada con el formato 8B/10B.R: Seal codificada con el formato 64B/66BW: Subcapa WIS (WAN Interface Sublayer).

58FDDIEs una red construida principalmente por Fibra ptica.Trabaja a una velocidad de 100 Mbps y soporta 500 estaciones.Est formada por 2 anillos de fibra.

59ATMAl igual que la FDDI, es utilizada como Backbone de la red.Discrimina el trfico: audio, video, datos, etc.Utiliza una trama constante de 53 bytes.Trabaja a una velocidad de 155 Mbps hasta 622 Mbps.Puede ser utilizada en una red LAN y WAN.