Redes. Protocolos de bajo nivel.
Los protocolos de bajo nivel controlan el acceso al medio físico, lo que se
conoce como MAC(Media Access Control) y, además, parte del
nivel de transmisón de datos, ya que se encargan también de las señales
de temporización de la transmisión.
Sobre todos los protocolos de bajo nivel MAC, se asientan los protocolos de control
lógico del enlace o LLC(Logical Link Control), definidos en el
estándard IEEE 802.2.
- El protocolo de red Ethernet fue diseñado originalmente por Digital, Intel y Xerox
por lo cual, la especificación original se conoce como Ethernet DIX. Posteriormente,
IEEE ha definido el estándard Ethernet 802.3. La forma de codificación
difiere ligeramente en ambas definiciones.
Es el método de conexión más extendido en la actualidad.
La velocidad de transmisió de datos en Ethernet es de 10Mbits/s.
En el caso del protocolo Ethernet/IEEE 802.3, el acceso al medio se controla con un sistema
conocido como CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection,
Detección de Portadora con Acceso Múltiple y Detección de Colisiones),
cuyo principio de funcionamiento consiste en que una estación, para transmitir, debe detectar
la presencia de una señal portadora y, si exite, comienza a transmitir. Si dos estaciones
empiezan a transmitir al mismo tiempo, se produce una colisión y ambas deben
repetir la transmisión, para lo cual esperan un tiempo aleatorio antes de repetir, evitando
de este modo una nueva colisión, ya que ambas no escogerán el mismo tiempo de
espera.
Existen cuatro tipos de Ethernet:
-
10base5.
- Es la Ethernet original. Utiliza cable coaxial grueso y
transceptores
insertados en él. La longitud máxima del bus es de 500 m con 100 estaciones por
segmento, a una distancia mínima de 2.5 m entre puntos de inserción
de los transceptores.
-
10base2.
- El costo de instalación del coaxial y los transceptores de las redes 10base5
las hacía prohibitivas para muchas empresas, lo cual indujo la utilización
de un cable más fino y, por tanto más barato, que además no
necesitaba transceptores insertados en él. Por esto, también se le conoce
Ethernet fino o cheaper-net(red barata). La longitud máxima
es de 185 metros y un máximo de 30 estaciones por segmento.
-
10baseT.
- El costo del cable coaxial fino sigue siendo mayor que el del cable telefónico de
pares trenzados. Como en la mayoría de los edificios
el tendido de la líneas de
teléfono estaba hecho con cables de cuatro pares y el teléfono solo utiliza uno,
se diseñó un modo de transmitir las señales Ethernet de 10 Mbits/s sobre
dos pares trenzados en segmentos de hasta 100 metros. Esta facilidad de aprovechar los
tendidos existentes ha dado gran popularidad a este tipo de Ethernet, siendo el más
utilizado en la actualidad. Este tipo de Ethernet tiene una topología de estrella.
-
10baseF.
- Es la especificación Ethernet sobre fibra óptica.
Los cables de cobre presentan
el problema de ser susceptibles tanto de producir como de recibir interferencias. Por ello, en
entornos industriales o donde existen equipos sensibles a las interferencias, es muy útil
poder utilizar la fibra. Normalmente, las redes Ethernet de fibra suelen tener una topología
en estrella.
- En la actualidad han surgido nuevas especificaciones basadas en Ethernet que permiten transmitir datos
a mayor velocidad como son:
-
Switched Ethernet.
- Esta especificación utiliza concentradores de red
con canales de comunicación
de alta velocidad en su interior, con una arquitectura similar a las centrales de teléfonos,
que conmutan (switch) el tráfico entre las estaciones conectados a
ellos. Esto permite que cada estación disponga de un canal de 10Mbits/s, en lugar de
un único canal para todas ellas. La ventaja de esta especificación es que utiliza
los mismos cables y tarjetas de red que el 10baseT,
sustituyéndose sólo los concentradores.
-
Ethernet de 100 Mbits/s(100baseX).
- Esta especificación permite velocidades de transferencia de 100 Mbits/s sobre cables
de pares trenzados, directamente desde cada estación. Requiere la sustitución
de los concentradores y las
tarjetas de red de las estaciones-
- Las redes basadas en protocolos de paso de testigo (token passing) basan el
control de acceso al medio en la posesión de un testigo. Éste es un paquete
con un contenido especial que permite transmitir a la estación que lo tiene. Cuando
ninguna estación necesita transmitir, el testigo va circulando por la red de una a
otra estación. Cuando una estación transmite una determinada cantidad de
información debe pasar el testigo a la siguiente.
Las redes de tipo token ring tienen una topología en anillo y están definidas
en la especificación IEEE 802.5 para la velocidad de transmisión de 4 Mbits/s.
Existen redes token ring de 16 Mbits/s, pero no están definidas en ninguna
especificación de IEEE.
- Es una especificación de red basada en control de acceso al medio por paso de testigo
con topología de bus.
- Fiber Distributed Data Interface. Es una especificación de red sobre fibra
óptica con topología de doble anillo, control de acceso al medio por
paso de testigo y una velocidad de transmisión de 100 Mbits/s. Esta especificación
estaba destinada a sustituir a la Ethernet pero el retraso en terminar las especificaciones por
parte de los comités y los avances en otras tecnologías, principalmente Ethnernet,
la han relegado a unas pocas aplicaciones como interconexió de edificios.
- Es una modificación de la especificación FDDI para permitir el uso de cables de
cobre de la llamada categoría cinco, cables de alta calidad específicos
para transmisión de datos, en lugar de fibra óptica.
- Es la especificación de red utilizada principalmente en las transmisiones por líneas
telefónicas para comunicaciones de datos, como pueden ser las líneas punto a
punto y las redes públicas de conmutación de paquetes.
- Frame Relay (Paso de tramas) puede ser tanto un servicio prestado por una compañia
telefónica como una especificación de red privada. Este sistema de transmisión
permite velocidades de 56 kbits/s, n x 64 kbits/s o 2 Mbits/s. El servicio se puede establcer con
líneas punto a punto entre routers o por medio de una
conexión con una red pública.
Un parámetro básico del servicio Frame Relay es el CIR (Commited Information
Rate, Tasa de información asegurada), el cual se utiliza para facturar las conexiones a redes
públicas. Este valor se basa en la naturaleza aleatora de la transmisión de datos, ya que no
todas las estaciones transmiten al mismo tiempo, con lo cual, la suma de la capacidad, en bits/s, de los
canales de cada una de ellas, puede ser superior a la capacidad de los canles de interconexión.
Cada estación puede transmitir toda la información que permita el canal, pero, en caso de
que la red se ciongestione, sólo podrá transmitir, en principio, la cantidad permitida por el
CIR.
- Asynchronous Transfer Mode(Modo de transferencia asíncrono). Es la
especificación más reciente y con mayor futuro. Permite velocidades de
a partir de 156 Mbits/s legando a superar los 560 Mbits/s. Se basa en la transmisión
de pequeños paquetes de datos de 56 bytes, con una mínima cabecera de
dirección que son comutados por equipos de muy alta velocidad. La gran ventaja de
esta especificació es la capacidad que tiene para transmitir información
sensible a los retardos como pueden ser voz o imágenes digitalizadas combinada
con datos, gracias a la capacidad de marcar los paquetes como eliminables, para que los
equipos de conmutación puedan decidir que paquetes transmitir en caso de
congestión de la red.