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Conmutadores LAN




Enviado por Pablo Turmero



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    La capa física
    Se ocupa de transmitir los bits
    Especifica cosas tales como:
    La forma de los conectores
    Las señales eléctricas u ópticas
    Las características y longitudes máximas de los cables
    Los datos se pueden transmitir:
    Por medios guiados (cables de cobre o fibra óptica), o
    Por medios no guiados (ondas de radio o infrarrojos)
    Las principales organizaciones de estandarización del nivel físico son el IEEE y la ITU-T

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    La capa física: fibra vs cobre

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    Capa física: ondas de radio
    Sistemas fijos (microondas, satélite)
    Gran capacidad y fiabilidad
    Costo de despliegue generalmente menor que los cables
    Uso de antenas direccionales, a menudo parabólicas
    Sistemas móviles (mas errores, menos velocidad que con cables)
    GSM, GPRS, UMTS: Baja capacidad (hasta 2 Mb/s) gran alcance
    WiFi: Gran capacidad (hasta 300 Mb/s) corto alcance
    WiMAX: Gran capacidad (hasta 70 Mb/s) alcance medio
    Bluetooth: Muy baja capacidad (700 Kb/s) muy corto alcance (10 m)

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    Tipos de enlaces
    Un enlace puede ser:
    Simplex: transmisión en un solo sentido. Ej.: emisión de TV
    Semi-dúplex o half-duplex: transmisión en ambos sentidos, pero no a la vez. Ej.: walkie-talkies, redes WiFi (inalámbricas)
    Dúplex o full-duplex: transmisión simultánea en ambos sentidos. Ej.: conversación telefónica. Ethernet, ADSL
    En el caso dúplex y semi-dúplex el enlace puede ser:
    Simétrico (misma velocidad ambos sentidos). Ej.: Ethernet
    Asimétrico (diferente velocidad). Ej: ADSL

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    Velocidad y prefijos métricos
    Ejemplo: una conexión ADSL de 320/1024 Kbps (asc./desc.) envía 320.000 bits por segundo y recibe 1.024.000 bits por segundo
    Al expresar velocidades o caudales en telemática siempre lo hacemos en bits (no bytes!) por segundo y los prefijos siempre se usan con el significado métrico, nunca el informático:

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    La capa de enlace
    La principal función de la capa de enlace es comprobar que los datos enviados estan libres de error. Para ello se utiliza el CRC (Cyclic Redundancy Check)
    Cuando se detecta un error se pueden hacer tres cosas:
    Intentar corregirlo (no es posible con el CRC)
    Descartar el paquete erróneo y pedir reenvío
    Descartar el paquete erróneo y no decir nada
    En todos los casos habituales se procede de la tercera forma (se descarta y no se dice nada). Será normalmente la capa de transporte (en el host de destino) la que se encargue de solicitar la retransmisión de los datos al emisor. Pero no siempre es así, a veces la capa de transporte tampoco reenvía y el paquete erróneo simplemente se pierde

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    Capa de enlace: las tramas
    La capa de enlace transmite la información en tramas (‘frames’ en inglés). De forma general las tramas suelen tener la estructura siguiente:
    Bytes ? 2-14 0-9000 2 ó 4
    El CRC permite al receptor comprobar que la trama no se ha alterado debido a errores de transmisión
    El CRC no es un mecanismo infalible. Un CRC de 2 bytes tiene una probabilidad de 1 en 216 = 0,0015% de ser correcto por pura casualidad. Con 4 bytes la probabilidad es de 1 en 232 = 0,000000023%
    Aunque el CRC de 4 bytes supone mayor overhead actualmente se utiliza preferentemente debido a su mayor seguridad

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    Arquitectura de los estándares
    IEEE 802
    802.3:
    CSMA/CD
    (Ethernet)
    802.15:
    Bluetooth
    802.5:
    Token
    Ring
    802.11:
    LANs
    Inalám-
    bricas
    802.16:
    WiMAX
    802.1: Puentes Transparentes
    802.2: LLC (Logical Link Control)
    Capa
    Física
    Subcapa
    LLC
    Subcapa
    MAC
    (Media
    Access
    Control)
    802.1: Gestión
    802.1: Perspectiva y Arquitectura
    802.10: Seguridad



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    1000BASE-SX
    10GBASE-LR
    100BASE-TX
    10BASE-T
    10BASE5
    Denominación de medios en Ethernet
    Velocidad (Mb/s)
    Alcance (x100 m)
    BASE = Banda Base (digital)
    BROAD = Banda Ancha (analógico)
    Tipo de cable:
    T: Twisted (UTP)
    C: Coaxial
    F: Fiber (Fibra óptica)
    Transmisión:
    Codificación: X: Normal
    Longitud de onda de la luz (fibra óptica):
    S (Short): 980 nm
    L (Long): 1310 nm
    E (Extended): 1550 nm
    Luz infrarroja

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    Algunos medios físicos de Ethernet

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    Desarrollo de Ethernet
    1973: Bob Metcalfe (Xerox) realiza las primeras transmisiones sobre una red Ethernet, a 2,94 Mb/s sobre cable coaxial
    1979: Las empresas DEC (Digital Equipment Corporation), Intel y Xerox crean una alianza para desarrollar Ethernet
    1980: El consorcio DIX publica el ‘libro azul’ (primera especificación de Ethernet)
    1981: 3Com (fundada en 1979) comercializa las primeras tarjetas Ethernet 10BASE5 para PC
    1983: El IEEE aprueba el estándar 802.3, basado en Ethernet
    1984: DEC comercializa los primeros puentes transparentes
    1989: Se estandariza 10BASE-F, Ethernet sobre fibra óptica
    1990: Se estandariza 10BASE-T, Ethernet sobre cable UTP (Unshielded Twisted Pair, pares trenzados no apantallados)
    1990: La empresa Kalpana comercializa los primeros conmutadores LAN
    1995: Se estandariza Fast Ethernet
    1998: Se estandariza Gigabit Ethernet
    2002: Se estandariza 10 Gigabit Ethernet
    17/06/2010: Se aprueba el estándar 40/100 GE

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    Ethernet 10BASE5 (1985-1990)
    Medio compartido
    Cable coaxial (grueso)
    Medio broadcast
    Longitud máxima 500 m
    Cable ‘drop’
    Transceiver (transmitter-receiver),
    realiza la detección de colisiones
    Conector ‘vampiro’
    Terminador
    (resistencia 50 ?)
    Conector ‘barrel’ (empalme)

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