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jueves, 7 de julio de 2011

El estándar Ieee 802.3 y el Protocolo Ethernet

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Éste estándar surgió gracias al auge que obtuvo el protocolo Ethernet. La historia se remonta a la década de los 70 en el que el protocolo dominante para redes LAN era Token Ring de la compañía IBM que posteriormente fue estandarizado por el grupo de trabajo IEEE 802.5.

Gracias al éxito de Ethernet, IEEE decidió estandarizar el protocolo con el grupo de trabajo 802.3. Sin embargo éste proceso de regulación introdujo algunas modificaciones en la definición del protocolo. Usualmente se toman Ethernet e IEEE 802.3 como sinónimos. Hoy en día pueden coexistir ambos protocolos en una misma LAN. Para diferenciarlos se utilizan los nombres IEEE 802.3 y Ethernet-DIX.

Estudiaremos los distintos niveles de los que está compuesto IEEE 802.3.

  • Nivel físico: IEEE 802.3 está diseñado para poder ser implementado sobre distintos medios físicos con distintas velocidades de transmisión. La notación que se utiliza para identificar cada una de las variantes posibles es la siguiente:

<Velocidad (Mbps)><Codificación><Tipo de medio>
     
Es posible encontrar en el mercado hoy en día dispositivos diseñados para operar en este tipo de redes a velocidades de transmisión de 10, 100, 1.000 y 10.000 Mbps. En un futuro próximo se comercializarán los 100 Gbps. 
En cuanto al tipo de codificación, todas las redes actuales de área local utilizan la banda Base.
Por último, el tipo de transmisión comúnmente usado es el par trenzado (T) o la fibra óptica (F). Un ejemplo de estándar de alto uso es el 100 BaseTx.

  • Subnivel de Control de acceso al medio : el mecanismo de compartición del medio utilizado se basa en la contienda. En ésta técnica, los equipos compiten por el uso de la red. Cuando la red está libre, se produce una competición entre todos los equipos de la red que desean transmitir, y el ganador se hará con la red pudiendo realizar la transmisión deseada. Ésta técnica es útil en situaciones en las que los equipos realizan transmisiones cortas y eventuales. En el estándar 802.3 se utiliza el procedimiento de escucha de la señal portadora con detección de colisiones (CSMA/CD). 
En función de cómo actúe la estación, el método CSMA/CD se puede clasificar en:


  1. CSMA no persistente: si el equipo encuentra que el canal está ocupado espera un tiempo aleatorio y vuelve a escuchar. Si detecta libre el canal, emite inmediatamente.
  2.  CSMA P-Persistente: después de encontrar el canal ocupado y quedarse escuchando hasta encontrarlo libre, la estación decide si emite. Para ello ejecuta un algoritmo o programa que dará orden de transmisión, en la siguiente ranura o división de tiempo. De ésta forma se reduce el número de colisiones. 
En resumen, en el tiempo de contienda la trama pasa por todos los ordenadores y los que van a transmitir dejan un 1 y los que no un 0. Luego transmiten durante el tiempo de transmisión.

  • Formato de la Trama: la diferencia más significativa entre la tecnología Ethernet y el estándar IEEE 802.3 es la diferencia entre los formatos de la trama. Ésta diferencia es lo suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles desde el punto de vista lógico.
Preámbulo 7 bytes

Delimitador de la trama 1 byte
Preámbulo 8 bytes
Dirección de Destino 2 o 6 bytes
Dirección de Destino 6 bytes
Dirección de Origen 2 o 6 bytes
Dirección de Origen 6 bytes
Longitud de la trama 2 bytes
Tipo de trama 2 bytes
Información 0-1500 bytes
Información 0-1500 bytes
Relleno (Pad) 0-n bytes
Relleno (Pad) 0-n bytes
Secuencia de chequeo de trama 4 bytes
Secuencia de chequeo de trama 4 bytes
 
        Formato de la trama IEEE 802.3                               Formato de la trama Ethernet



Una diferencia entre el formato de las dos tramas está en el preámbulo. El propósito del preámbulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red sincronizarse así mismos a la trama entrante. El preámbulo en Ethernet es una longitud de 8 bytes pero en IEEE 802.3 la longitud del mismo es de 7 bytes. En éste último el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama.

La segunda diferencia entre el formato de las tramas está en el campo tipo de trama que se encuentra en la trama Ethernet. Un campo tipo es usado para especificar el protocolo que es transportado en la trama. Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser transportados en la trama. El campo tipo fue reemplazado en el estándar 802.3 por un campo longitud de trama, el cual es utilizado para indicar el número de bytes que se encuentra en el campo de los datos.

La tercera diferencia entre el formato de las tramas está en los campos de dirección, tanto de destino como de origen. Mientras que en el formato de IEEE 802.3 permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes, el estándar Ethernet permite direcciones de 6 bytes.

El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE 802.3 pero la tecnología de red continuando siendo como Ethernet.




  • Características principales de Ethernet
Las siguientes son algunas de las características que definen a Ethernet:

   - Las especificaciones Ethernet también han sido adoptadas por ISO y se encuentran en el estándar internacional 802.3.

    - Ethernet está basada en una topología física en estrella y lógica en bus. Originalmente, el bus era una única longitud de cable a la cual los dispositivos estaban conectados. En las implementaciones actuales el bus se ha miniatuarizado y puesto en un Hub al cual las estaciones, servidores y otros dispositivos son conectados.

    - Ethernet usa un método de acceso al medio basado en contienda o también conocido como CSMA / CD.

    - Ethernet ha evolucionado para operar sobre una gran variedad de medios físicos como, cable coaxial, par trenzado y fibra óptica, ha múltiples tasas de transferencia.
 
   - Múltiples segmentos de Ethernet pueden ser conectados para formar una gran red LAN. Redes LAN complejas construidas con múltiples tipos de medios físicos deben ser diseñadas de acuerdo a las pautas de configuración para multisegmentos provistas en el estándar Ethernet. Las reglas incluyen límites en el número total de segmentos y repetidores que pueden ser utilizados en la construcción de la LAN.

    - Ethernet fue diseñado para ser expandido fácilmente. El uso de dispositivos tales como Bridges (Puentes), Routers (Enrutadores) y Switchs (Conmutadores) permiten que redes LAN individuales se conecten entre sí.



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