El término Ethernet hace referencia a la familia de productos de red de área local (LAN) cubierto por el estándar IEEE 802.3 que define lo que se conoce comúnmente como el protocolo CSMA / CD.Tres tipos de datos están actualmente definidas para la operación a través de cables de fibra óptica y par trenzado:

10 Mbps-10 Base-T Ethernet 100 Mbps Fast Ethernet 1000 Mbps Gigabit Ethernet

10-Gigabit Ethernet está en desarrollo y es probable que se publicará en el suplemento IEEE 802.3ae con el estándar IEEE 802.3 de base a finales de 2001 o principios de 2002.

Otras tecnologías y protocolos se han promocionado como reemplazos posibles, pero el mercado ha hablado. Ethernet ha sobrevivido como la principal tecnología de LAN (que se utiliza en la actualidad aproximadamente el 85 por ciento de los ordenadores personales y estaciones de trabajo conectados a la LAN del mundo) debido a que su protocolo tiene las siguientes características:

Es fácil de entender, implementar, administrar y mantener Permite implementaciones de red de bajo costo Proporciona una amplia flexibilidad topológica para la instalación de red Garantiza la interconexión y la operación exitosa de los productos compatibles con los

estándares, independientemente del fabricante

Contenido

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1 Ethernet-Una breve historia

2 elementos de red Ethernet

3 topologías y estructuras de red Ethernet

o 3,1 Figura Ejemplo Punto a Point Interconexión

o 3.2 Figura: Ejemplo Coaxial Topología de Bus

o 3.3 Figura: Topología Conectado-Star Ejemplo

4 El IEEE 802.3 relación lógica con el modelo de

Guía ContenidoInternetworking Basics LAN Tecnologías WAN Tecnologías de Internet Protocolos Bridging y de conmutación de enrutamiento de gestión de red de voz / datos Tecnologías de integración de tecnologías inalámbricas Cable Tecnologías de Acceso Dial-up Tecnología Tecnologías de Seguridad de Calidad de Servicio de Red Red de Tecnologías de Almacenamiento en caché de IBM Network Management Multiservicio Tecnologías de Acceso

referencia OSI

o 4.1 Figura: relación lógica del Ethernet para el

modelo de referencia OSI

o 4.2 Figura: MAC y la capa física Requisitos de

compatibilidad para la comunicación de datos

básicos

5 La Ethernet MAC Subcapa

o 5.1 El formato de trama Ethernet básico

5.1.1 Figura: El básico IEEE 802.3 MAC

Data Formato de trama

o 5.2 Marco de Transmisión

5.2.1 Transmisión-The Half-Duplex

método CSMA / CD Acceso

5.2.1.1 Figura: Marco MAC con

Carrier Extension Gigabit

5.2.1.2 Tabla: Límites para Half-

Duplex Operación

5.2.1.3 Figura: Una secuencia

fotograma Burst Gigabit

5.2.2 Transmisión-Un Full-Duplex

Enfoque Facultativo de eficacia de la red

Superior

5.2.2.1 Figura: Full Duplex

operación permite simultánea de

dos vías de transmisión en el

mismo enlace

5.2.3 Control de Flujo

5.2.3.1 Figura: Un panorama de la

IEEE 802.3 Secuencia de control

de flujo

o 5.3 Recepción Frame

o 5.4 La opción VLAN Tagging

5.4.1 Figura: Marcos-VLAN Tagged se

identifican Cuando el MAC Busca el LAN

Tipo Valor en el normal Longitud / Tipo

de campo Ubicación

6 Las capas físicas de Ethernet

o 6.1 Codificación de Transmisión de señal

6.1.1 Figura: Un Ejemplo del concepto de

Línea de Base Wander

6.1.2 Figura: Basada en Transición

Manchester Codificación binaria

o 6.2 El 802,3 Capa Física Relación con el

modelo de referencia ISO

6.2.1 Figura: El Generic Ethernet Capa

Física del modelo de referencia

o 6.3 de 10 Mbps Ethernet 10Base-T

6.3.1 Figura: El típico 10Base-T Link es

un cable UTP de cuatro pares en el que

dos pares no se utilizan

o 6.4 100 Mbps Fast Ethernet

6.4.1 Tabla: Resumen de 100Base-T de

la capa física Características

6.4.2 100Base-X

6.4.2.1 Figura: El Modelo Lógico

100Base-X

6.4.2.2 Figura: El 100Base-X

Code-Grupo Stream con

encapsulación Frame

6.4.3 100Base-T4

6.4.3.1 Figura: El Uso de 100Base-

T4 par de cables Durante trama de

transmisión

6.4.3.2 Figura: El 100Base-T4

trama de transmisión de

secuencias

6.4.4 100Base-T2

6.4.4.1 Figura: El 100Base-T2

Enlace Topología

6.4.4.2 Figura: El 100Base-T2

Loop Timing Configuración

o 6.5 1000 Mbps Gigabit Ethernet

6.5.1 Figura 7-22 Gigabit Ethernet

Variaciones

6.5.2 1000Base-T

6.5.2.1 Figura: El 1000Base-T

Enlace Topología

6.5.2.2 Figura: 1000Base-T de

configuración de sincronización

maestro / esclavo Loop

6.5.3 1000Base-X

6.5.3.1 Figura: Configuración

1000Base-X Enlace

6.5.3.2 Tabla: Configuración de la

compatibilidad Enlace 1000Base-X

o 6.6 Requisitos de cableado de red-Link

Crossover

6.6.1 Altura: Formas alternativas para

cumplir el requisito Enlace Crossover

7 Consideraciones sobre el sistema

o 7.1 La elección de los componentes UTP-

Based and Media Categoría

o 7.2 Auto-negociación-un método opcional para

la configuración automática de Enlace Modos

de funcionamiento

7.2.1 Tabla: Los niveles de selección

Autonegotiation definidos para UTP NICs

7.2.2 Altura: Autonegotiation FLP

Ráfagas Reemplazar NLPs Durante

Enlace Iniciación

o 7.3 Switches de red proporcionan un segundo

lugar, y a menudo mejor, alternativa a altas

velocidades de enlace en mejoras de la red

CSMA / CD

o 7.4 Multispeed NICs

7.4.1 Altura: Sustitución de los

repetidores de red con switches Reduce

el dominios de colisión a dos NICs Cada

o 7.5 La elección de 1000Base-X Componentes

y Medios de Comunicación

7.5.1 Tabla: Rangos de funcionamiento

máxima de fibras ópticas comunes

o 7.6 Múltiple Tasa redes Ethernet

7.6.1 Figura: Una topología de la norma

ISO / IEC 11801 Modelo Cable Ejemplo

de Multirate Red

o 7.7 Agregación de enlaces-Establecimiento de

la red de mayor velocidad Trunks

o 7.8 Gestión de la Red

o 7.9 Migración a Redes de mayor velocidad

8 Resumen

9 Preguntas de repaso

Ethernet-Una breve historia

El Ethernet original fue desarrollado como una red de cable coaxial experimental en la década de 1970 por Xerox Corporation para operar con una velocidad de datos de 3 Mbps utilizando una detección de portadora de acceso múltiple colisión detectar protocolo (CSMA / CD) para redes LAN con las necesidades del tráfico esporádicos pero ocasionalmente fuertes. El éxito con ese proyecto atrajo la atención temprana y la llevó a la 1980 el desarrollo conjunto de la especificación 10-Mbps Ethernet Versión 1.0 por el consorcio de tres compañía: Digital Equipment Corporation, Intel Corporation y Xerox Corporation.

El estándar original IEEE 802.3 se basa en, y era muy similar a la especificación Ethernet Versión 1.0. El proyecto de norma fue aprobada por el grupo de trabajo de 802,3 en 1983 y fue posteriormente publicado como un estándar oficial en 1985 (ANSI / IEEE Std. 802,3 a 1985). Desde entonces, una serie de suplementos a la norma se han definido para tomar ventaja de las mejoras en las tecnologías y para apoyar a los medios adicionales de red y capacidades de velocidad de datos más altas, además de varias nuevas características de control de acceso de red opcionales.

A lo largo del resto de este artículo, los términos Ethernet y 802.3 se refieren exclusivamente a las implementaciones de red compatibles con el estándar IEEE 802.3.

Elementos de red Ethernet

LAN Ethernet consisten en nodos de red y medios de interconexión. Los nodos de la red se dividen en dos clases principales:

Equipos terminales de datos (DTE) - Los dispositivos que son el origen o el destino de las tramas de datos. DTE son típicamente dispositivos como PCs, estaciones de trabajo, servidores de archivos o servidores de impresión que, como grupo, se hace referencia a todos a menudo como las estaciones finales.

Equipos de comunicación de datos (DCE) - dispositivos de red intermedios que reciben y reenvían tramas a través de la red. DCE puede ser o dispositivos independientes tales como repetidores, conmutadores de red y routers, o unidades de interfaz de comunicaciones, tales como tarjetas de interfaz y módems.

A lo largo de este artículo, los dispositivos de red intermedios independientes se hará referencia a ya sea como nodos intermedios o DCE . Tarjetas de interfaz de red se conocen como tarjetas de red.

Las opciones actuales de los medios de Ethernet incluyen dos tipos generales de cable de cobre par trenzado sin blindaje (UTP) y apantallados de par trenzado (STP), además de varios tipos de cable de fibra óptica.

Topologías y estructuras de red Ethernet

LANs adquieren muchas configuraciones topológicas, pero independientemente de su tamaño o complejidad, todo será una combinación de las tres únicas estructuras de interconexión básicos o bloques de construcción de la red.

La estructura más simple es la interconexión de punto a punto, se muestra en la Figura: Ejemplo de punto a punto de interconexión . Sólo dos unidades de red están involucrados, y la conexión pueden ser de DTE a DTE, DTE-a-DCE o DCE-to-DCE. El cable de interconexiones de punto a punto se conoce como un enlace de red. La longitud máxima permitida de la relación depende del tipo de cable y el método de transmisión que se utiliza.

Figura: Ejemplo de Punto-a-Punto de Interconexión

Las redes Ethernet originales se llevaron a cabo con una estructura de bus coaxial, como se muestra en la Figura: Ejemplo coaxial Topología de bus . Longitudes de segmento se limitan a 500 metros, y hasta 100 estaciones podrían estar conectados a un solo segmento. Segmentos individuales pueden estar interconectados con los repetidores, siempre y cuando no existieran múltiples caminos entre dos estaciones de la red y el número de los DTE no excedió 1024. La

distancia total del trayecto entre la pareja más lejano de las estaciones tampoco se le permitió superar un valor máximo prescrito.

Figura: Ejemplo Coaxial Topología de Bus

Aunque las nuevas redes ya no están conectados en una configuración de bus, todavía existen algunas redes de bus conectado a mayores y siguen siendo útiles.

Desde principios de 1990, la configuración de red de elección ha sido la topología en estrella con conexión, se muestra en la Figura: Topología Conectado-Star Ejemplo . La unidad central de la red es ya sea un repetidor multipuerto (también conocido como un concentrador) o un conmutador de red. Todas las conexiones de una red en estrella son enlaces punto a punto implementado, ya sea con cable de par trenzado o cable de fibra óptica.

Figura: Topología Conectado-Star Ejemplo

El IEEE 802.3 relación lógica con el modelo de referencia OSI

Figura: Relación lógica de Ethernet para el modelo de referencia OSI muestra los IEEE 802.3 capas lógicas y su relación con el modelo de referencia OSI. Al igual que con todos los protocolos

IEEE 802, la capa de enlace de datos OSI se divide en dos subcapas IEEE 802, la subcapa de Control de Acceso de Medios (MAC) y la subcapa MAC-cliente. La capa física IEEE 802.3 corresponde a la capa física OSI.

Figura: Relación lógica de Ethernet para el modelo de referencia OSI

La subcapa MAC-cliente puede ser uno de los siguientes:

Control de enlace lógico (LLC), si la unidad es un DTE. Esta subcapa proporciona la interfaz entre el MAC de Ethernet y las capas superiores en la pila de protocolo de la estación final. La subcapa LLC está definida por IEEE 802.2 estándares.

Puente de entidad, si la unidad es un DCE. Entidades Bridge proporcionan LAN-to-LAN de interfaz entre las redes de área local que utilizan el mismo protocolo (por ejemplo, Ethernet a Ethernet) y también entre diferentes protocolos (por ejemplo, Ethernet a Token Ring). Entidades Bridge están definidos por el IEEE 802.1 estándares.

Debido a las especificaciones de LLC y entidades puente son comunes para todas IEEE 802 protocolos LAN, compatibilidad con la red se convierte en la responsabilidad primordial del protocolo de red particular.

Figura: Requisitos de compatibilidad de capa física para la comunicación de datos básicos MAC y muestra diferentes requisitos de compatibilidad establecidos por el MAC y los niveles físicos para la comunicación de datos básicos sobre un enlace Ethernet.

Figura: MAC y la capa física Requisitos de compatibilidad para la comunicación de datos básicos

La capa MAC controla el acceso del nodo a los medios de comunicación de red y es específico para el protocolo individuo. Todos IEEE 802.3 MAC deben cumplir con el mismo conjunto básico de requisitos lógicos, independientemente de si se incluyen una o más de las extensiones del protocolo opcional definidos. El único requisito para la comunicación básica (comunicación que no requiere extensiones de protocolo opcional) entre dos nodos de la red es que tanto los MAC deben ser compatibles con la misma velocidad de transmisión.

La capa física 802.3 es específico de la tasa de transmisión de datos, la codificación de la señal, y el tipo de los medios de comunicación que interconectan los dos nodos. Gigabit Ethernet, por ejemplo, se define para operar sobre cualquiera de par trenzado o cable de fibra óptica, pero cada tipo específico de cable o procedimiento de codificación de señal-requiere una implementación de la capa física diferente.

El Ethernet MAC Subcapa

La subcapa MAC tiene dos responsabilidades principales:

Encapsulación de datos, incluido el montaje del marco antes de la transmisión, y el marco de análisis de detección / error durante y después de la recepción

Control de acceso a medios de comunicación, incluido el inicio de la transmisión de tramas y la recuperación de fallo en la transmisión

El formato de trama Ethernet básico

El estándar IEEE 802.3 define un formato básico de trama de datos que se requiere para todas las implementaciones MAC, además de varios formatos opcionales adicionales que se utilizan para extender la capacidad básica del protocolo. El formato básico de trama de datos contiene los siete campos que se muestran en la figura: El básico IEEE 802.3 MAC de formato de trama de datos .

Preámbulo (PRE) - Consiste en 7 bytes. El PRE es un patrón alternante de unos y ceros que le dice estaciones que una trama está viniendo de recibir, y que proporciona un medio para sincronizar las porciones de marco de recepción de la recepción de capas físicas con el flujo de bits entrante.

Puesta del marco delimitador (SOF) - Consiste en 1 byte. El SOF es un patrón alternante de unos y ceros, terminando con dos consecutivos 1-bits que indica que el siguiente bit es el bit más a la izquierda en el byte más a la izquierda de la dirección de destino.

Dirección de destino (DA) - consiste en 6 bytes. El campo DA identifica qué estación (s) debe recibir la trama. El bit más a la izquierda en el campo DA indica si la dirección es una dirección individual (indicado por un 0) o de una dirección de grupo (indicado por un 1). El segundo bit desde la izquierda indica si la DA es administrado a nivel mundial (indicado por un 0) o localmente administrada (indicado por un 1). Los 46 bits restantes son un valor asignado de forma exclusiva que identifica una sola estación, un grupo definido de las estaciones, o de todas las estaciones de la red.

Direcciones de origen (SA) - Consta de 6 bytes. El campo SA identifica la estación emisora. El SA es siempre una dirección individual, y el bit más a la izquierda en el campo SA es siempre 0.

Longitud / Tipo - Consta de 2 bytes. Este campo indica tanto el número de bytes de datos MAC-cliente que se contienen en el campo de datos de la trama, o el ID de tipo de trama si el marco se ensambla utilizando un formato opcional. Si el valor del campo Longitud / Tipo es menor que o igual a 1500, el número de LLC bytes en el campo de datos es igual al valor del campo Longitud / Tipo.Si el valor del campo Longitud / Tipo es mayor que 1536, la trama es una trama de tipo opcional y el valor del campo Longitud / Tipo identifica el tipo de trama que se está enviado o recibido.

De datos - es una secuencia de n bytes de cualquier valor, donde n es menor que o igual a 1500. Si la longitud del campo de datos es menor que 46, el campo de datos debe extenderse mediante la adición de un agente de relleno (una almohadilla) suficiente para llevar la longitud del campo de datos de 46 bytes.

Secuencia de verificación de trama (FCS) - Consiste en 4 bytes. Esta secuencia contiene un registro de entrada de 32 bits de redundancia cíclica (CRC), que se crea por el MAC de origen y se vuelve a calcular por el MAC de recepción para comprobar si hay tramas dañadas. El FCS se genera sobre la DA, SA, Longitud / Tipo y campos de datos.

Figura: El básico IEEE 802.3 MAC Data Formato de trama

{{Nota: Las direcciones individuales también se conocen como direcciones unicast porque se refieren a un solo MAC y son asignados por el fabricante de la NIC en un bloque de direcciones asignado por el IEEE. Las direcciones de grupo (direcciones alias multicast) identifican las estaciones finales en un grupo de trabajo y son asignados por el administrador de la red. Una dirección de grupo especial (todo el 1s dirección de difusión) indica todas las estaciones de la red. Trama de transmisiónCada vez que una estación final de MAC recibe una solicitud de transmisión-trama con la dirección de acompañamiento y la información de datos de la subcapa LLC, el MAC comienza la secuencia de transmisión mediante la transferencia de la información LLC en la memoria intermedia de trama MAC.

El preámbulo y puesta del encuadre delimitador se insertan en los campos PRE y SOF. Las direcciones de origen y destino se insertan en los campos de dirección. Los bytes de datos LLC son contados, y se inserta el número de bytes en el campo Longitud /

Tipo. Los bytes de datos LLC se insertan en el campo de datos. Si el número de bytes de datos LLC

es menos de 46, se añade una almohadilla para traer la longitud del campo de datos de hasta 46.

Un valor de FCS se genera sobre la DA, SA, Longitud / Tipo y campos de datos y se añade al final del campo de datos.

Después de armar el bastidor, la transmisión de fotogramas real dependerá de si el MAC está funcionando en modo half-duplex o full-duplex.

El estándar IEEE 802.3 actualmente requiere que todos los MAC Ethernet soportan half-duplex operación, en la que el MAC puede ser bien transmitir o recibir una trama, pero no puede estar haciendo ambas cosas simultáneamente. Operación full-duplex es una capacidad MAC opcional que permite al MAC para transmitir y recibir tramas simultáneamente.

Half-Duplex Transmission-El método CSMA / CD AccesoEl protocolo CSMA / CD se desarrolló originalmente como un medio por el cual dos o más estaciones podrían compartir un medio de comunicación común en un entorno de interruptor de

menos cuando el protocolo no requiere de arbitraje central, tokens de acceso, o intervalos de tiempo asignados para indicar cuando una estación se se le permita transmitir. Cada Ethernet MAC determina por sí mismo cuando se le permitirá enviar una trama.

Las reglas de acceso CSMA / CD son resumidos por las siglas del protocolo:

Sentido Carrier - Cada estación de escucha continua para el tráfico en el medio para determinar cuándo se producen las brechas entre las transmisiones de tramas.

Acceso Múltiple - Las estaciones pueden empezar a transmitir en cualquier momento que detectan que la red está en silencio (no hay tráfico).

Colisión detecta - Si dos o más estaciones en la misma red CSMA / CD (dominio de colisión) comenzará a transmitir en aproximadamente el mismo tiempo, los flujos de bits de las estaciones transmisoras interferirán (collide) entre sí, y ambas transmisiones será ilegible. Si eso ocurre, cada estación de transmisión debe ser capaz de detectar que se ha producido una colisión antes de que haya terminado de enviar su marco. Cada uno debe dejar de transmitir tan pronto como se ha detectado la colisión y entonces debe esperar una longitud quasirandom de tiempo (determinado por un algoritmo de back-off) antes de intentar retransmitir el marco.

La peor situación se produce cuando las dos estaciones más distantes de la red tanto necesitan enviar una trama y cuando la segunda estación no empezar a transmitir hasta justo antes de que llegue el marco de la primera estación. La colisión será detectado casi inmediatamente por la segunda estación, pero no será detectado por la primera estación hasta que la señal corruptos se ha propagado todo el camino de vuelta a esa estación. El tiempo máximo que se requiere para detectar una colisión (la ventana de colisión, o "ranura de tiempo") es aproximadamente igual a dos veces el tiempo de propagación de la señal entre las dos estaciones más distantes de la red.

Esto significa que tanto la longitud de trama de mínimo y el diámetro máximo de colisión están directamente relacionadas con el tiempo de ranura. Longitudes más largo mínimo Marco se traducen en tiempos de ranura más largos y diámetros de colisión más grandes; longitudes de trama mínimas más cortos corresponden a períodos horarios más cortos y diámetros de colisión más pequeños.

La disyuntiva estaba entre la necesidad de reducir el impacto de la recuperación de la colisión y la necesidad de que los diámetros de la red para ser lo suficientemente grande como para acomodar tamaños de red razonables. El compromiso era elegir un diámetro máximo de red (unos 2.500 metros) y luego a establecer la longitud mínima marco suficiente para garantizar la detección de todas las colisiones de peor caso.

El compromiso ha funcionado bien durante 10 Mbps, pero era un problema para los mayores desarrolladores de Ethernet de tipo de datos. Fast Ethernet se requiere para proporcionar compatibilidad con las redes Ethernet anteriores, incluyendo el IEEE 802.3 formato existente marco y los procedimientos de detección de errores, además de todas las aplicaciones y el software de red que se ejecutan en las redes de 10 Mbps.

Aunque la velocidad de propagación de la señal es esencialmente constante para todas las velocidades de transmisión, el tiempo requerido para transmitir una trama es inversamente proporcional a la velocidad de transmisión. En 100 Mbps, un marco de longitud mínima puede ser transmitida en aproximadamente una décima parte de la ranura de tiempo definido, y cualquier

colisión que se produjo durante la transmisión probablemente no sería detectado por las estaciones transmisoras. Esto, a su vez, significó que los diámetros de red máximas fijadas para las redes de 10 Mbps no podían ser utilizados para redes de 100 Mbps. La solución para Fast Ethernet era reducir el diámetro máximo de la red por aproximadamente un factor de 10 (a un poco más de 200 metros).

El mismo problema surgió durante el desarrollo de especificaciones para Gigabit Ethernet, pero la disminución de los diámetros de la red por un factor de 10 (aproximadamente 20 metros) para una operación de 1.000 Mbps, simplemente no era práctico. Esta vez, los desarrolladores elegido para mantener aproximadamente los mismos diámetros máximos de dominio de colisión como las redes de 100 Mbps y para aumentar el tamaño del marco mínimo aparente mediante la adición de un campo de extensión no datos de longitud variable a los marcos que son más cortos que la longitud mínima (el campo de extensión se elimina durante la recepción de trama).

Figura: Marco MAC con Carrier Extension Gigabit muestra el formato de la trama MAC con el campo de extensión gigabit, y la tabla siguiente se muestra el efecto de la compensación entre la velocidad de transmisión de datos y el tamaño mínimo de trama para 10 Mbps, 100 Mbps, y 1000-Mbps Ethernet.

Figura: Marco MAC con Carrier Extension Gigabit

Tabla: Límites para Half-Duplex Operación

Parámetro 10 Mbps 100 Mbps 1000 Mbps

El tamaño mínimo de trama 64 bytes 64 bytes520 bytes (con campo de

extensión en el original)

Diámetro máximo de la colisión,

DTE a DTE

100 metros

UTP

100 metros

UTP

412 metros de

fibra

100 metros UTP

316 metros de fibra

Diámetro máximo de colisión con 2500 metros 205 metros 200 metros

repetidores

El número máximo de repetidores

en la ruta de la red5 2 1

Nota:

520 bytes se aplica a 1000Base-T implementaciones. El tamaño del marco mínimo con el campo de extensión para 1000Base-X se reduce a 416 bytes porque 1000Base-X codifica y transmite 10 bits para cada byte.

Otro cambio en la especificación de transmisión de Ethernet CSMA / CD fue la adición del marco de ruptura para la operación gigabit. El modo de ráfaga es una característica que permite a un MAC para enviar una secuencia corta (un estallido) de marcos iguales aproximadamente 5,4 fotogramas de máxima longitud sin tener que ceder el control del medio. El MAC transmitir llena cada intervalo entre tramas con los bits de extensión, como se muestra en la figura: Una secuencia fotograma Burst Gigabit , para que otras estaciones de la red verán que la red está ocupada y no intentará la transmisión hasta después de la rotura es completa.

Figura: secuencia Frame-Burst Gigabit

Si la longitud de la primera trama es menor que la longitud mínima de trama, se añade un campo de extensión para extender la longitud de la trama con el valor indicado en la tabla: Límites para Half-Duplex Operación . Marcos posteriores en una secuencia de cuadros-burst no necesitan campos de extensión, y una ráfaga de trama pueden continuar, siempre y cuando no se haya alcanzado el límite de explosión. Si se alcanza el límite de ráfaga después de ha comenzado una transmisión de trama, se permite la transmisión de continuar hasta que se ha enviado toda esa trama.

Campos de extensión del marco no están definidos, y el modo de ráfaga no se permite durante 10 Mbps y 100 Mbps de velocidad de transmisión.

Transmisión-Un Full-Duplex Enfoque Facultativo de eficacia de la red SuperiorOperación full-duplex es una capacidad MAC opcional que permite la transmisión simultánea bidireccional a través de enlaces punto a punto. Transmisión dúplex completo es funcionalmente mucho más simple que la transmisión de medio dúplex, ya que no implica ninguna afirmación medios de comunicación, no hay colisiones, no hay necesidad de programar retransmisiones, y no hay necesidad para los bits de extensión en el extremo de tramas cortas. El resultado es no sólo

más tiempo disponible para la transmisión, sino también una duplicación efectiva del ancho de banda de enlace, ya que cada enlace ahora puede apoyar a tasa completa,, la transmisión simultánea de dos vías.

Transmisión por lo general puede comenzar tan pronto como marcos están listas para enviar. La única restricción es que debe haber un intervalo entre tramas de longitud mínima entre cuadros sucesivos, como se muestra en la figura: Full Duplex operación permite simultánea de dos vías de transmisión en el mismo enlace , y cada cuadro debe ser conforme a las normas de formato de trama Ethernet.

Figura: Full Duplex operación permite simultánea de dos vías de transmisión en el mismo enlace

CONTROL DE FLUJOFuncionamiento en dúplex completo requiere la aplicación concurrente de la capacidad de control de flujo opcional que permite a un nodo receptor (tal como un puerto conmutador de red) que se está convirtiendo en congestionado para solicitar el nodo de envío (tales como un servidor de archivos) para detener el envío de tramas para una seleccionada corto período de tiempo. El control es de MAC-a-MAC a través del uso de un marco de pausa que se genera automáticamente por el MAC de recepción. Si la congestión se alivia antes de que haya expirado la espera solicitada, un segundo marco de pausa con un valor cero en tiempo-a de espera se puede enviar a la solicitud de reanudación de la transmisión. Una visión general de la operación de control de flujo se muestra en la figura: una visión general de la IEEE 802.3 Secuencia de control de flujo .

Figura: Un panorama de la IEEE 802.3 Secuencia de control de flujo

La operación de dúplex completo y de su capacidad de control de flujo compañero son las dos opciones para todos los MAC Ethernet y todas las tasas de transmisión. Ambas opciones están

habilitadas de forma enlace por enlace, en el supuesto de que las capas físicas asociadas también son capaces de soportar la operación full-duplex.

Tramas de pausa se identifican como Tramas de control MAC por un (reservado) valor exclusivo longitud / tipo asignado. También se les asigna un valor de dirección de destino reservado para asegurarse de que una trama de pausa entrante nunca se reenvía a las capas superiores de protocolo o para otros puertos en un switch.

Recepción FrameRecepción Frame es esencialmente el mismo para ambas operaciones half-duplex y full-duplex, excepto que las MACs de dúplex completo deben tener marcos de memoria separadas y rutas de datos para permitir la transmisión de tramas y recepción simultánea.

Marco de recepción es la inversa de la transmisión de tramas. La dirección de destino de la trama recibida se comprueba y se compara con la lista de la dirección de la estación (su dirección MAC, sus direcciones de grupo, y la dirección de difusión) para determinar si la trama está destinada para esa estación. Si se encuentra una coincidencia de dirección, la longitud de la trama está marcada y el FCS recibida se compara con la FCS que se generan durante la recepción del marco. Si la longitud de trama está bien y hay una coincidencia de FCS, el tipo de trama se determina por el contenido del campo de longitud / tipo. El marco entonces se analiza y se remitió a la capa superior apropiada.

La opción VLAN TaggingEtiquetado VLAN es una opción MAC que proporciona tres capacidades importantes que antes no estaban disponibles para los usuarios de la red Ethernet y los administradores de red:

Proporciona un medio para agilizar el tráfico de red en tiempo crítico mediante el establecimiento de prioridades de transmisión para los marcos salientes.

Permite que las estaciones que se asignará a los grupos lógicos, para comunicarse a través de múltiples redes de área local, como si estuvieran en una sola LAN. Puentes e interruptores direcciones de destino del filtro y los marcos de VLAN a plazo sólo a los puertos que sirven a la VLAN a la que pertenece el tráfico.

Simplifica la gestión de redes y marcas agrega, se mueve, y los cambios más fáciles de administrar.

Un marco de VLAN con etiquetas es simplemente un marco básico de datos MAC que ha tenido un encabezado VLAN de 4 bytes insertado entre el campo Longitud / Tipo SA y, como se muestra en la Figura: Marcos-VLAN Tagged se identifican Cuando el MAC Busca el LAN Tipo Valor en el normal Longitud / Tipo de campo Ubicación .

Figura: Marcos-VLAN Tagged se identifican Cuando el MAC Busca el LAN Tipo Valor en el normal Longitud / Tipo de campo Ubicación

La cabecera de VLAN consiste en dos campos:

Un valor de tipo 2-byte reservado, lo que indica que la trama es una trama de VLAN Un campo Etiqueta-control de dos bytes que contiene tanto la prioridad de transmisión (de 0 a

7, donde 7 es la más alta) y un ID de VLAN que identifica la VLAN particular, sobre el cual el marco se va a enviar

El MAC recibir lee el valor del tipo reservado, que se encuentra en la posición normal de campo Longitud / Tipo, e interpreta la trama recibida como un marco de VLAN. Entonces ocurre lo siguiente:

Si el MAC está instalado en un puerto del conmutador, la trama se reenvía de acuerdo con su nivel de prioridad a todos los puertos que están asociados con el identificador de VLAN se indica.

Si el MAC está instalado en una estación final, se elimina la cabecera de VLAN de 4 bytes y procesa el marco de la misma manera como una trama de datos básica.

Etiquetado VLAN requiere que todos los nodos de la red que participan en un grupo VLAN estar equipados con la opción VLAN.

Las capas físicas de Ethernet

Debido a que los dispositivos Ethernet implementan sólo las dos capas inferiores de la pila de protocolos OSI, que se implementan normalmente como tarjetas de interfaz de red (NIC) que se conectan a la placa base del dispositivo host. Los diferentes tarjetas de red se identifican por el nombre del producto de tres partes que se basa en los atributos de la capa física.

El convenio de denominación es una concatenación de tres términos que indican la velocidad de transmisión, el método de transmisión, y la codificación de tipo de medio / señal. Por ejemplo, considere esto:

10Base-T = 10 Mbps, de banda base, más de dos cables de par trenzado 100Base-T2 = 100 Mbps, banda base, más de dos cables de par trenzado 100Base-T4 = 100 Mbps, banda base, más cables de par trenzado de cuatro 1000Base-LX = 100 Mbps, banda base, longitud de onda larga a través de cable de fibra óptica

A veces surge la pregunta de por qué el término medio siempre parece ser "Base". Las primeras versiones del protocolo también permite la transmisión de banda ancha (por ejemplo, 10Broad),

pero las implementaciones de banda ancha no tuvieron éxito en el mercado. Todas las implementaciones actuales de Ethernet utilizan la transmisión de banda base.

Codificación para la Transmisión de señalEn la transmisión de banda base, la información de la trama se impresionó directamente sobre el enlace como una secuencia de impulsos o símbolos de datos que se atenúan típicamente (de tamaño reducido) y distorsionada (cambiaron en forma) antes de llegar al otro extremo del enlace. La tarea del receptor es detectar cada pulso a medida que llega y luego para extraer su valor correcto antes de transferir la información reconstruida al MAC de recepción.

Filtros y circuitos de conformación de impulsos pueden ayudar a restaurar el tamaño y la forma de las señales recibidas, pero se deben tomar medidas adicionales para asegurar que las señales recibidas son muestreados en el momento correcto en el periodo de impulso y al mismo ritmo que el reloj de transmisión:

El reloj de recepción debe ser recuperado de la corriente de datos entrante para permitir que la capa física recibir para sincronizar con los pulsos entrantes.

Medidas de compensación deben ser tomadas por un efecto de transmisión conocido como vagar línea de base.

Recuperación de reloj requiere transiciones de nivel de la señal de entrada para identificar y sincronizar en los límites de pulso. Las alternancias de 1 y 0 del preámbulo marco se han diseñado tanto para indicar que una trama estaba llegando y para ayudar en la recuperación de reloj. Sin embargo, se recuperaron los relojes pueden desplazarse y posiblemente perder la sincronización si los niveles de pulso se mantienen constantes y no hay transiciones para detectar (por ejemplo, durante largas cadenas de 0s).

Desviaciones basales resultados porque los enlaces Ethernet son AC acoplados a los transceptores y porque el acoplamiento de CA es incapaz de mantener los niveles de tensión durante más de un corto período de tiempo. Como resultado, los impulsos transmitidos son distorsionados por un efecto de caída similar a la exagerada ejemplo se muestra en la Figura: A Ejemplo Concepto de desviaciones basales . En largas cadenas de cualquiera de 1s o 0s, la caída puede llegar a ser tan severa que el nivel de voltaje pasa a través del umbral de decisión, lo que resulta en valores muestreados erróneos para los pulsos afectados.

Figura: Un Ejemplo del concepto de Línea de Base Wander

Afortunadamente, la codificación de la señal de salida antes de la transmisión puede reducir significativamente el efecto de ambos estos problemas, así como reducir la posibilidad de errores de transmisión. Implementaciones de Ethernet Los primeros, hasta e incluyendo 10 Base-T, todos utilizaron el método de codificación de Manchester, que se muestra en la figura: Transición basada Manchester Codificación binaria . Cada pulso está claramente identificado por la dirección de la transición midpulse en lugar de por su valor de nivel de la muestra.

Figura: Basada en Transición Manchester Codificación binaria

Por desgracia, la codificación Manchester presenta algunos problemas relativos a las frecuencias difíciles que lo hacen inadecuado para su uso a velocidades de datos más altas. Ethernet versiones posteriores para 10Base-T todo utilizan diferentes procedimientos de codificación que incluyen algunas o todas de las siguientes técnicas:

Utilizando los datos de aleatorización - Un procedimiento que codifica los bits de cada byte de una manera ordenada (y recuperable). Algunos 0s se cambian a 1s, algunos 1s se cambian a 0s, y algunos trozos se dejan igual. El resultado es una reducción de longitud de ejecución de bits del mismo valor, el aumento de la densidad de la transición y la recuperación de reloj más fácil.

La ampliación del espacio de código - Una técnica que permite la asignación de códigos separados para datos y control de símbolos (como empezar-de-corriente y de fin de flujo delimitadores, bits de extensión, y así sucesivamente), y que ayuda en la detección de errores de transmisión.

Usando hacia adelante códigos de corrección de errores - Una codificación en el que se añade información redundante a la secuencia de datos transmitida de manera que algunos tipos de errores de transmisión pueden ser corregidos durante la recepción de marco.

Nota:

Códigos de corrección de errores a plazo se utilizan en 1000Base-T para lograr una reducción efectiva de la tasa de error de bit. Límites del protocolo Ethernet de manejo de errores a la detección de errores de bit en la trama recibida. La recuperación de las tramas recibidas con errores incorregibles o fotogramas que faltan es la responsabilidad de las capas superiores de la pila de protocolos.

El 802.3 Capa Física Relación con el modelo de referencia ISOAunque el modelo de lógica específica de la capa física puede variar de una versión a otra, todas las tarjetas de red Ethernet se ajusten al modelo genérico se muestra en la Figura: El Generic Ethernet Capa Física del modelo de referencia :

Figura: El Generic Ethernet Capa Física del modelo de referencia

La capa física para cada tasa de transmisión se divide en subcapas que son independientes del tipo de medios de comunicación particular y subcapas que son específicos para el tipo de medio o de codificación de señal.

La subcapa reconciliación y la interfaz independiente del medio opcional (MII en 10 Mbps y 100 Mbps Ethernet, GMII en Gigabit Ethernet) proporcionan la conexión lógica entre el MAC y los diferentes conjuntos de capas dependientes de los medios. El MII y GMII se definen con transmisión independiente y recibir rutas de datos que son de bits en serie para las implementaciones de 10 Mbps, mordisquear-serie (4 bits de ancho) para las implementaciones de 100 Mbps, y bytes de serie (8 bits de ancho) para 1000 - Mbps implementaciones. Las interfaces de comunicación independientes y la subcapa reconciliación son comunes para sus respectivas tasas de transmisión y están configurados para operación full-duplex en todas las versiones posteriores de Ethernet 10Base-T y.

La subcapa de codificación física dependiente de los medios de comunicación (PCS) proporciona la lógica para la codificación, multiplexación, y la sincronización del símbolo de salida arroyos, así alineación código de símbolo, de demultiplexación, y la decodificación de los datos entrantes.

El medio de unión físico (PMA) subcapa contiene los transmisores y receptores de señales (transceptores), así como la lógica de recuperación de reloj para los flujos de datos recibidas.

La interfaz dependiente del medio (MDI) es el conector del cable entre los transceptores de señal y el enlace.

La subcapa negociación automática permite a los NIC en cada extremo del enlace para el intercambio de información acerca de sus capacidades individuales, y luego negociar y seleccionar el modo de funcionamiento más favorable que ambos son capaces de soportar. La negociación automática es opcional en las implementaciones de Ethernet tempranas y es obligatorio en las versiones posteriores.

Dependiendo de qué tipo de codificación de señal se utiliza y cómo se configuran los enlaces, el PCS y PMA puede o no ser capaz de soportar la operación full-duplex.

10-Mbps Ethernet 10Base-T10Base-T ofrece con codificación Manchester comunicación en serie de bits de 10 Mbps a través de dos cables apantallados de par trenzado. Aunque el estándar fue diseñado para soportar la transmisión por cable de teléfono común, la configuración del vínculo más típico es el uso de dos pares de categoría 3 o 5 cable de cuatro pares, terminado en cada NIC con un conector RJ-45 de 8 pines (MDI ), como se muestra en la figura: El típico 10Base-T Link es un cable UTP de cuatro pares en el que dos pares no se utilizan par se configura como un enlace simple, donde la transmisión es en una sola dirección, las capas físicas 10Base-T pueden apoyar ya sea la operación full-duplex o half-duplex.

Figura: El típico 10Base-T Link es un cable UTP de cuatro pares en el que dos pares no se utilizan

Aunque 10Base-T puede considerarse esencialmente obsoleto en algunos círculos, se incluye aquí porque todavía hay muchas redes Ethernet 10Base-T, y porque la operación full-duplex ha dado 10BaseT una mayor vida útil.

10Base-T también fue la primera versión de Ethernet para incluir una prueba de integridad del enlace para determinar la salud de la relación. Inmediatamente después del encendido, el PMA transmite un pulso de enlace normal (PNL) para contar la NIC en el otro extremo del enlace que esta NIC quiere establecer una conexión de enlace activo:

Si el NIC en el otro extremo del enlace también está encendido, que responde con su propia PNL.

Si el NIC en el otro extremo del enlace no se enciende, esta NIC continúa el envío de un PNL aproximadamente una vez cada 16 ms hasta que se recibe una respuesta.

El enlace se activa sólo después de que ambas tarjetas de red son capaces de intercambiar NLPs válidos.

100 Mbps Fast EthernetEl aumento de la velocidad de transmisión de Ethernet por un factor de diez en 10Base-T no era una tarea sencilla, y el esfuerzo resultó en el desarrollo de tres estándares de la capa física separadas para 100 Mbps a través de cable UTP: 100Base-TX y 100Base-T4 en 1995, y 100Base-T2 en 1997. A cada uno se define con diferentes requisitos de codificación y un conjunto diferente de subcapas dependientes de los medios, a pesar de que existe cierta superposición en el cableado de enlace.

Tabla: Resumen de 100Base-T de la capa física características se comparan las características de la capa física de 10Base-T a las distintas versiones 100Base.

Tabla: Resumen de 100Base-T de la capa física Características

Ethernet Version

Transmitir Symbol Rate

Codificación CableadoFull-Duplex Operación

10Base-T 10 MBd ManchesterDos pares de UTP Categoría

-3 o mejorApoyado

100Base-TX 125 MBd 4B/5BDos pares de UTP Categoría

-5 o tipo 1 STPApoyado

100Base-T4 33 MBd 8B/6TCuatro pares de UTP

Categoría -3 o mejorNo compatible

100Base-T2 25 MBd PAM5x5Dos pares de UTP Categoría

-3 o mejorApoyado

Nota :

Uno de transmisión es igual a un símbolo transmitido por segundo, donde el símbolo transmitido puede contener el valor equivalente a 1 o más bits binarios.

Aunque no todas las tres versiones de 100 Mbps tuvieron éxito en el mercado, los tres se han

discutido en la literatura, y los tres nos afectó futuros diseños. Como tal, los tres son importantes a considerar aquí.

100Base-X100Base-X fue diseñado para soportar la transmisión por cualquiera de dos pares de categoría 5 UTP o cable de cobre de dos hilos de fibra óptica. Aunque los de codificación, decodificación, y los procedimientos de recuperación de reloj son los mismos para ambos medios de comunicación, la transmisión de la señal es pulsos en cobre y pulsos de luz diferente-eléctrica en la fibra óptica. Los transceptores de señal que se incluyeron como parte de la función de PMA en el modelo de lógica genérica de la figura siguiente se redefinen como las subcapas (PMD) dependientes de los medios físicos independientes mostrados en la figura: El modelo lógico 100Base-X .

Figura: El Modelo Lógico 100Base-X

El procedimiento de codificación 100Base-X se basa en las normas anteriores FDDI fibra óptica físicos-los medios de comunicación dependientes de cobre y FDDI / CDDI de par trenzado físicas dependientes de los medios de señalización desarrollado por la ISO y ANSI. La subcapa dependiente del medio físico 100Base-TX (TP-PMD) se implementó con transceptores semiconductores CDDI y conectores RJ-45, el PMD de fibra se implementó con transceptores ópticos FDDI y el bajo costo del conector de interfaz de fibra (comúnmente llamado el conector dúplex SC) .

El procedimiento de codificación 4B/5B es el mismo que el procedimiento de codificación utilizado por FDDI, con sólo adaptaciones menores para acomodar de control de trama de Ethernet. Cada cuarteto de datos de 4 bits (lo que representa la mitad de un byte de datos) se hace corresponder a un código de grupo binario de 5 bits que se transmiten bit-serie sobre el enlace. El espacio de código ampliado proporcionado por los 32 bits de código 5 grupos permite la asignación separada para lo siguiente:

Los 16 posibles valores de un mordisco de datos de 4 bits (16 de código-grupos). Cuatro de control de código-grupos que se transmiten en forma de pares de código de grupo

para indicar el delimitador de comienzo de corriente (SSD) y el delimitador de fin-de-corriente (ESD). Cada trama MAC está "encapsulado" para marcar el principio y el final de la trama. El primer byte de preámbulo se sustituye con SSD par código-grupo que se identifica con precisión los límites de código de grupo del marco. El par de códigos grupo EDS se añade después de campo FCS de la trama.

Un código de grupo-IDLE especial que se envía continuamente durante huelgos de inter-para mantener la sincronización continua entre las NIC en cada extremo del enlace. La recepción de IDLE se interpreta en el sentido de que el vínculo está en silencio.

Once de código-grupos no válidos que no se transmiten intencionalmente por un NIC (aunque uno es utilizado por un repetidor para propagar errores de recepción). La recepción de cualquier código de grupo no válido hará que la trama entrante a ser tratado como un marco válido.

Figura: El 100Base-X Code-Grupo Stream con encapsulación Frame muestra cómo se encapsula una trama MAC antes de ser transmitida como un flujo de código-grupo 100Base-X.

Figura: El 100Base-X Code-Grupo Stream con encapsulación Frame

100Base-TX transmite y recibe en los mismos pares de enlace y usa las mismas asignaciones de los pines en el MDI como 10Base-T. 100Base-TX y 100Base-FX apoyo tanto half-duplex y transmisión full-duplex.

100Base-T4

100Base-T4 se desarrolló para permitir que las redes 10BaseT a actualizarse a la operación de 100 Mbps sin necesidad de cable de cuatro pares UTP Categoría 3 existentes sean reemplazados con los nuevos cables de categoría 5. Dos de los cuatro pares están configuradas para el funcionamiento semidúplex y puede soportar la transmisión en cualquier dirección, pero sólo en una dirección a la vez.Los otros dos pares están configurados como pares simplex dedicados a la transmisión en una sola dirección. La transmisión de tramas utiliza ambos pares-medio dúplex, más el par simple que es apropiado para la dirección de transmisión, como se muestra en la figura: El Uso de 100Base-T4 par de cables Durante trama de transmisión . La pareja simplex para la dirección opuesta proporciona detección de portadora y detección de colisiones. Operación full-duplex no puede ser compatible con 100Base-T4.

Figura: El Uso de 100Base-T4 par de cables Durante trama de transmisión

100Base-T4 utiliza un esquema de codificación 8B6T en el que cada byte binario de 8 bits se hace corresponder a un patrón de seis ternaria (de tres niveles: 1, 0, -1) símbolos de código conocidos como 6T-grupos. 6T de código de los grupos separados se utilizan para ralentí y para el código de los grupos de control que son necesarios para la transmisión de tramas. IDLE recibido en el par dedicado recibir indica que el enlace está en silencio.

Durante la transmisión de tramas, datos de código 6T-grupos se transmiten en una secuencia de round-robin retardada en los tres pares de cables de transmisión, como se muestra en la Figura: La 100Base-T4 trama de transmisión de secuencia . Cada trama se encapsula con de inicio de secuencia y de final de paquete de código 6T-grupos que marcan el principio y el final de la trama, y el comienzo y final de la secuencia de código-6T grupo en cada par de hilos. La recepción de un código de grupo no IDLE el dedicado recibir par cualquier momento antes del vencimiento de la ventana de colisión indica que se ha producido una colisión.

Figura: El 100Base-T4 trama de transmisión de secuencias

100Base-T2La especificación 100Base-T2 fue desarrollado como una mejor alternativa para el mejoramiento de las redes con cableado instalado la categoría 3 de la que ofrecía por 100Base-T4. Dos importantes nuevos objetivos fueron definidos:

Para proporcionar comunicación a través de dos pares de categoría 3 o superior del cable Para apoyar tanto half-duplex y operación full-duplex

100Base-T2 utiliza un procedimiento de transmisión de la señal diferente a cualquier implementación de Ethernet de par trenzado anteriores. En lugar de utilizar dos enlaces simplex para formar un enlace dúplex completo, el método de transmisión de banda base de doble dúplex 100Base-T2 envía símbolos codificados simultáneamente en ambas direcciones en ambos pares de hilos, como se muestra en la Figura: La 100Base-T2 Enlace de topología . El término "TDR <3:02>" indica los 2 bits más significativos en el mordisco antes de la codificación y la transmisión. "RDX <3:02>" indica las mismas 2 bits después de la recepción y decodificación.

Figura: El 100Base-T2 Enlace Topología

Transmisión de banda dual-duplex requiere las NIC en cada extremo del enlace para ser operado en un modo de bucle de sincronización maestro / esclavo. Qué NIC será maestro y cuál será esclavo viene determinado por la negociación automática durante el inicio del enlace. Cuando el vínculo está en funcionamiento, la sincronización se basa en reloj de transmisión interna del maestro de NIC. El esclavo NIC utiliza la señal de reloj recuperada para transmitir y recibir operaciones, como se muestra en la Figura: La 100Base-T2 bucle de temporización de configuración . Cada trama transmitida se encapsula, y la sincronización de enlace se mantiene con un flujo continuo de símbolos de inactividad Durante huelgos de inter.

Figura: El 100Base-T2 Loop Timing Configuración

El proceso de codificación 100Base-T2 codifica primero los bocaditos de tramas de datos para aleatorizar la secuencia de bits. A continuación, asigna los dos bits superiores y los dos bits más bajos de cada cuarteto en dos (2, 1, 0, -1, -2) de impulsos de amplitud modulada (PAM5) símbolos de cinco niveles que se transmiten simultáneamente sobre los dos pares de hilos (PAM5x5). Diferentes procedimientos de aleatorización para maestro y esclavo transmisiones asegurar que los flujos de datos que viajan en direcciones opuestas en el mismo par de cables no están coordinadas.

Recepción de la señal es esencialmente la inversa de la transmisión de la señal. Dado que la señal en cada par de hilos en el MDI es la suma de la señal transmitida y la señal recibida, cada receptor resta los símbolos transmitidos de la señal recibida en el MDI para recuperar los símbolos en el flujo de datos entrante. El par de símbolos de entrada es entonces decodificada, descodifica, y se reconstituyó como un mordisco de datos para la transferencia al MAC.

1000 Mbps Gigabit EthernetEl desarrollo de los estándares Ethernet Gigabit dio lugar a dos especificaciones principales: 1000Base-T para cable de cobre UTP y cable de cobre 1000Base-X STP, así como de fibra óptica única y multimodo (ver Figura: Gigabit Ethernet Variaciones ).

Figura 7-22 Gigabit Ethernet Variaciones

1000Base-T1000Base-T Ethernet proporciona una transmisión full-duplex sobre cuatro pares de categoría 5 o mejor cable UTP. 1000Base-T se basa en gran medida en las conclusiones y propuestas de diseño que condujeron al desarrollo de los Fast Ethernet implementaciones de la capa física:

100Base-TX demostró que flujos de símbolos binarios podrían transmitirse con éxito más de cable de categoría 5 UTP a 125 MBd.

100Base-T4 proporciona una comprensión básica de los problemas relacionados con el envío de señales de varios niveles en cuatro pares de hilos.

100Base-T2 demostró que la codificación PAM5, junto con procesamiento de señal digital, puede manejar tanto los flujos de datos de dos vías simultáneas y los posibles problemas de diafonía resultante de señales alienígenas en pares de cables adyacentes.

1000Base-T codifica cada byte en la trama MAC para aleatorizar la secuencia de bits antes de que se codifica usando un 4-D, Corrección 8-Estado Trellis anticipada de errores (FEC) de codificación en el que cuatro símbolos PAM5 se envían al mismo tiempo más de cuatro hilos pares. Cuatro de los cinco niveles en cada símbolo PAM5 representan 2 bits en el byte de datos. El quinto nivel se utiliza para la codificación de FEC, la cual mejora la recuperación de símbolos en la presencia de ruido y diafonía. Codificadores independientes para los PHY maestro y esclavo crean flujos de datos esencialmente sin correlación entre los dos símbolos de distinto itinerante transmite en cada par de cables.

The1000Base-T enlace topología se muestra en la Figura: La 1000Base-T Enlace de topología . El término "TDR <7:06>" indica los 2 bits más significativos en el byte de datos antes de la codificación y transmisión. "RDX <7:06>" indica las mismas 2 bits después de la recepción y decodificación.

Figura: El 1000Base-T Enlace Topología

La recuperación de reloj y procedimientos de temporización de bucle maestro / esclavo son esencialmente los mismos que los utilizados en 100Base-T2 (véase la Figura: 1000Base-T de configuración de sincronización maestro / esclavo Loop ). Qué NIC tendrá dominio (normalmente la NIC en un nodo de red intermedia multipuerto) y que será esclavo se determina durante la negociación automática.

Figura: 1000Base-T de configuración de sincronización maestro / esclavo Loop

Cada trama transmitida se encapsula con arranque de corriente y delimitadores de final de la corriente, y la sincronización de bucle se mantiene gracias a las corrientes continuas de símbolos IDLE enviados en cada par de hilos durante huelgos de inter. 1000Base-T admite tanto half-duplex y operación full-duplex.

1000Base-XLas tres versiones 1000Base-X soportan la transmisión binaria full-duplex a 1250 Mbps a través de dos hilos de fibra óptica o de cobre de dos pares de cables STP, como se muestra en la Figura: Configuración 1000Base-X Enlace . Codificación de transmisión se basa en el esquema de codificación ANSI Fibre Channel 8B/10B. Cada byte de datos de 8 bits se asigna a un código de grupo de 10 bits para la transmisión en serie de bits. Al igual que las versiones anteriores de Ethernet, cada trama de datos se encapsula en la capa física antes de la transmisión y sincronización de enlace se mantiene mediante el envío de un flujo continuo de código grupos IDLE durante huelgos de inter. Todas las capas físicas 1000Base-X soportan tanto la operación half-duplex y full-duplex.

Figura: Configuración 1000Base-X Enlace

Las principales diferencias entre las versiones de 1000Base-X son los medios de enlace y los conectores que van a apoyar las versiones particulares y, en el caso de los medios ópticos, la longitud de onda de la señal óptica (ver Tabla: Configuración de la compatibilidad 1000Base-X Enlace ).

Tabla: Configuración de la compatibilidad Enlace 1000Base-X

Enlace de configuración 1000Base-CX1000Base-SX (850 nm de longitud de onda)

1000Base-LX (1300 nm de longitud de onda)

Cobre 150 Ω STP Apoyado No compatible No compatible

125/62.5 micras de fibra

óptica multimodoNo compatible Apoyado Apoyado

125/50 de fibra óptica

multimodo micrasNo compatible Apoyado Apoyado

125/10 micras de fibra

óptica monomodoNo compatible No compatible Apoyado

Conectores animalesEstilo IEC 1 o estilo

Fibre Channel 2SFF MT-RJ o Dúplex SC SFF MT-RJ o Dúplex SC

La especificación micras 125/62.5 se refiere al revestimiento y el diámetro del núcleo de la fibra óptica.

Requisitos de cableado-Link Red de crossoverCompatibilidad Enlace requiere que los transmisores en cada extremo del enlace se conectan a los receptores en el otro extremo del enlace. Sin embargo, debido a los conectores del cable en ambos extremos del enlace tienen la forma adecuada de la misma, los conductores deben cruzar en algún

momento para asegurarse de que las salidas del transmisor están siempre conectados a las entradas del receptor.

Por desgracia, cuando este requisito por primera vez en el desarrollo de 10Base-T, IEEE 802.3 ha decidido que una regla fija en cuanto a si el cruce se debe implementar en el cable como se muestra enla figura: Formas alternativas para cumplir el requisito Enlace Crossover ( a) o si debería ser implementado internamente como se muestra en la Figura: Formas alternativas para cumplir el requisito Enlace Crossover (b).

Figura: Formas alternativas para cumplir el requisito Enlace Crossover

En su lugar, IEEE 802.3 define dos reglas e hizo dos recomendaciones:

Debe haber un número impar de cruces en todos los eslabones multiconductores. Si un PMD está equipado con un filtro interno, el MDI debe estar claramente etiquetado con el

símbolo gráfico X. Implementación de una función de filtro interno es opcional. Cuando un DTE está conectado a un puerto (DCE) repetidor o interruptor, se recomienda que

el cruce se ejecutará en el puerto de DCE.

El resultado final fue que los puertos en la mayoría de los DCE fueron equipados con PMD que contenían circuitos crossover interno y que los DTE tenían PMD sin crossovers internos. Esto llevó a la siguiente regla muy citado de facto de la instalación:

Utilice un cable de conexión directa para conectar DTE al DCE. Utilice un cable cruzado para conectar DTE a DTE o DCE a DCE.

Por desgracia, la norma de facto no se aplica a todas las versiones de Ethernet que se han desarrollado con posterioridad al 10 Base-T. Como están las cosas, lo siguiente es cierto:

Todos los sistemas basados en fibra utilizan cables que tienen el crossover implementado dentro del cable.

Todos los sistemas que utilizan enlaces 100Base par trenzado utilizan las mismas reglas y recomendaciones que 10Base-T.

1000Base-T NICs pueden implementar una opción de filtro interno seleccionable que se puede negociar y habilitada durante la negociación automática. Cuando la opción de crossover seleccionable no se ha implementado, se aplican las normas y recomendaciones 10Base-T.

Consideraciones sobre el sistema

Teniendo en cuenta todas las opciones discutidas previamente, podría parecer que no sería un problema para actualizar una red existente o para planificar una nueva red. El problema es doble. No todas las opciones son razonables para todas las redes, y no todas las versiones de Ethernet y opciones están disponibles en el mercado, a pesar de que pueden haber sido especificado en la norma.

La elección de los componentes UTP-base y de categorías de mediosA estas alturas, debería ser obvio que los NIC basados UTP están disponibles para 10 Mbps, 100 Mbps y 1000 Mbps implementaciones. La elección es relativamente simple, tanto para 10 Mbps y operación de 1.000 Mbps: 10Base-T y 1000Base-T. De los debates anteriores, sin embargo, sería no parece ser tan simple para las implementaciones de 100-Mbps.

Aunque tres tarjetas de red basadas en UTP se definen para 100 Mbps, el mercado se ha reducido de manera efectiva la opción de simplemente 100Base-TX, la cual llegó a ser ampliamente disponible durante el primer semestre de 1995:

Por el momento productos 100Base-T4 aparecieron por primera vez en el mercado, 100Base-TX era muy arraigada, y el desarrollo de la opción de full-duplex, que 100Base-T4 no podía apoyar, ya estaba en marcha.

El estándar 100Base-T2 no fue aprobado hasta la primavera de 1997, demasiado tarde para interesar al mercado. Como resultado, los productos de 100Base-T2 ni siquiera se fabrican.

Varias opciones también se han especificado para los medios UTP: Categoría 3, 4, 5 o 5E. Las diferencias son el costo de cable y la capacidad de velocidad de transmisión, ambos de los cuales aumenta con los números de categoría. Sin embargo, los requerimientos de velocidad de transmisión de corriente y el costo del cable no deben ser los factores decisivos en la elección de qué categoría de cable para instalar. Para tener en cuenta las futuras necesidades de velocidad de transmisión, cables inferiores a categoría 5 deberían ni siquiera ser considerados, y si las tasas de gigabit son una posible necesidad futura, Categoría 5E se deben considerar en serio:

Los costos de mano de obra de instalación son esencialmente constante para todos los tipos de cable UTP de cuatro pares.

Los costos laborales para el mejoramiento de cable instalado (retirando el existente y la instalación de nuevo) suelen ser mayores que el costo de la instalación original.

El cable UTP es compatible con versiones anteriores. De mayor categoría cable apoyará categoría inferior NIC, pero no al revés.

La vida física de cable UTP (décadas) es mucho mayor que la vida útil de los equipos conectados.

Auto-negociación-un método opcional para la configuración automática de Enlace Modos de funcionamientoEl propósito de la negociación automática es encontrar una forma de que dos tarjetas de red que comparten un enlace UTP para comunicarse entre sí, independientemente de que ambos implementan la misma versión de Ethernet o conjunto de opciones.

La negociación automática se realiza totalmente dentro de las capas físicas durante la iniciación de enlace, sin ninguna sobrecarga adicional o bien al MAC o a capas de protocolo superiores. La negociación automática permite que los NIC basada en UTP para hacer lo siguiente:

Publicidad de su versión de Ethernet y las capacidades opcionales de la tarjeta de red en el otro extremo del enlace

Acusar recibo y comprensión de los modos de funcionamiento que ambos NIC comparten Rechazar cualquier modo de funcionamiento que no se comparten Configure cada NIC para el modo operativo de más alto nivel que ambas tarjetas de red

pueden apoyar

La negociación automática se especifica como una opción para 10Base-T, 100Base-TX y 100Base-T4, pero es necesario para 100Base-T2 y 1000Base-T implementaciones.

Tabla: Los niveles de selección Autonegotiation definidos para UTP NIC se enumeran los niveles de prioridad de selección definidos (el más alto nivel = prioridad máxima) para tarjetas de red Ethernet basada en la UTP.

Tabla: Los niveles de selección Autonegotiation definidos para UTP NICs

Selección del nivel de

Modo de funcionamientoMáxima Velocidad de transferencia de datos total (Mbps)

91000Base-T dúplex

completo2000

8 1000Base-T half-duplex 1000

7100Base-T2 dúplex

completo200

6100Base-TX dúplex

completo200

5 100Base-T2 half-duplex 100

4 100Base-T4 half-duplex 100

3 100Base-TX half-duplex 100

2 10Base-T dúplex completo 20

1 10Base-T half-duplex 10

Nota:

Debido a que la operación full-duplex permite la transmisión simultánea de dos vías, la velocidad máxima de transferencia total para la operación full-duplex es el doble de la velocidad de transmisión half-duplex.

La función de negociación automática en NIC basada en UTP utiliza una secuencia de pulsos modificado 10Base-T de integridad del enlace en el que los NLP son reemplazados por ráfagas de enlaces rápidos pulsos (FLP), como se muestra en la figura: Autonegotiation FLP Ráfagas Reemplazar NLPs Durante Enlace Iniciación . Cada ráfaga de FLP es una secuencia alterna de reloj / datos en el que los bits de datos en la ráfaga identifican los modos de operación soportados por la tarjeta NIC transmitir y también proporcionan información utilizada por el mecanismo de apretón de manos autonegociación. Si la tarjeta de red en el otro extremo del enlace es una NIC compatible, pero no tiene capacidad de negociación automática, una función de detección paralelo todavía permite que sea reconocida. Una tarjeta de red que no responde a las ráfagas de FLP y devuelve sólo NLPs se trata como un 10Base-T half-duplex NIC.

Figura: Autonegotiation FLP Ráfagas Reemplazar NLPs Durante Enlace Iniciación

A primera vista, puede parecer que el proceso de negociación automática siempre seleccionar el modo con el apoyo de la tarjeta de red con la capacidad del arrendador, que sería el caso si las dos tarjetas de red utilizan los mismos procedimientos de codificación y configuración del enlace. Por ejemplo, si las dos tarjetas de red son 100Base-TX, pero sólo uno es compatible con la operación de dúplex completo, el modo de operación negociada será semidúplex 100Base-TX. Desafortunadamente, las distintas versiones 100Base no son compatibles entre sí a 100 Mbps,

y una 100Base-TX dúplex completo NIC sería negociar automáticamente con 100Base-T4 NIC para funcionar en modo half-duplex 10Base-T.

La negociación automática en 1000Base-X NIC es similar a la negociación automática en los sistemas basados en la UTP, excepto que se aplica actualmente sólo a los dispositivos 1000Base-X compatibles y en la actualidad se ve obligado a negociar única operación half-duplex o full-duplex y la dirección del flujo de control.

Switches de red proporcionan un segundo lugar, y a menudo mejor, alternativa a altas velocidades de enlace en mejoras de la red CSMA / CDConmutadores de red a precios competitivos estuvieron disponibles en el mercado poco después de mediados de la década de 1990 y los repetidores de la red esencialmente hechas obsoletas por las grandes redes. Aunque repetidores pueden aceptar sólo un cuadro a la vez y luego enviarla a todos los puertos activos (excepto el puerto en el que se reciben), los interruptores están equipadas con lo siguiente:

Puertos basadas en MAC con marcos de memoria de E / S que permitan aislar eficazmente el puerto desde el que se envía el tráfico al mismo tiempo, hacia o desde otros puertos en el switch

Rutas de datos internas múltiples que permiten a varios fotogramas para ser transferidos entre diferentes puertos a la vez

Estos pueden parecer pequeñas diferencias, pero producen un efecto importante en la operación de la red. Debido a que cada puerto proporciona acceso a un puente de red de alta velocidad (el interruptor), el dominio de colisión en la red se reduce a una serie de pequeños dominios en los que el número de participantes es reducido a dos el puerto del conmutador y la tarjeta de red conectada ( ver Figura: Sustitución de los repetidores de red con switches Reduce el dominios de colisión a dos NICs Cada ). Por otra parte, debido a que cada participante ahora está en un dominio de colisión privada, su ancho de banda disponible no sólo se ha incrementado notablemente, también se llevó a cabo sin tener que cambiar la velocidad de enlace.

Consideremos, por ejemplo, un grupo de trabajo de 48 estaciones con un par de servidores de archivos grandes y varias impresoras de red en una red CSMA / CD 100-Mbps. El ancho de banda promedio disponible, sin contar los huelgos de inter y recuperación de colisión, sería 100/50 = 2 Mbps (servidores de impresión en red no generan tráfico de red). Por otro lado, si el mismo grupo de trabajo todavía estaban en una red 10Base-T en la que los repetidores habían sido reemplazados con los conmutadores de red, el ancho de banda disponible para cada usuario sería 10 Mbps.

Claramente, la configuración de la red es tan importante como la velocidad de enlace prima.

Nota:

Para asegurarse de que cada estación final será capaz de comunicarse a velocidad completa, los conmutadores de red deben nonsaturating (ser capaz de aceptar y transferir datos a la velocidad completa de cada puerto de forma simultánea).

Multispeed NICsLa negociación automática se abrió la puerta al desarrollo de bajo costo, tarjetas de red de varias velocidades que, por ejemplo, apoyan tanto la operación de medio y dúplex completo bajo cualquiera 100Base-TX o procedimientos de señalización 10Base-T. NIC Multispeed permiten actualizaciones por etapas de red en la que las estaciones finales semidúplex 10Base-T se pueden conectar a los puertos 100Base-TX Full Duplex interruptor sin necesidad de la tarjeta de red en el PC para ser cambiado. Luego, a medida que se necesita más ancho de banda para PCs individuales, las NIC en esas PC se pueden actualizar a modo full-duplex 100Base-TX.

Figura: Sustitución de los repetidores de red con switches Reduce el dominios de colisión de dos NICs Cada

Elegir 1000Base-X Componentes y Medios de ComunicaciónAunque el cuadro anterior se observa que existe una considerable flexibilidad de elección en los medios de enlace 1000Base-X, no hay flexibilidad total. Algunas opciones son preferibles a los demás:

NICs en ambos extremos del enlace deben ser los mismos 1000Base-X versión (CX, LX o SX), y los conectores de enlace deben coincidir con los conectores de NIC.

La especificación 1000Base-CX permite cualquiera de los estilos 1 o 2 conectores de estilo, pero el estilo 2 es preferido debido a que algunos conectores de tipo 1 no son adecuados para funcionar a 1.250 Mbps. Enlaces 1000Base-CX son para uso patch-cuerda dentro de un armario de comunicaciones y están limitadas a 25 metros.

Las especificaciones 1000Base-LX y 1000Base-SX permitir ya sea el pequeño factor de forma SFF MT-RJ o los conectores SC dúplex más grandes. Debido a que los conectores SFF MT-RJ son sólo la mitad del tamaño de los conectores SC dúplex, y porque el espacio es un bien escaso, se deduce que SFF conectores MT-RJ pueden convertirse en el conector predominante.

Transceptores 1000Base-LX generalmente cuestan más que los transceptores 1000BASE-SX. El rango máximo de operación para las fibras ópticas depende tanto de la longitud de onda de

transmisión y el ancho de banda modal calificación (MHz.km) de la fibra. Ver Tabla: Rangos de funcionamiento máxima de fibras ópticas comunes .

Tabla: Rangos de funcionamiento máxima de fibras ópticas comunes

Fibra Diámetro del núcleo / Modal de ancho de banda

1000Base-SX

(850 nm de longitud de

onda)

1000Base-LX

(1300 nm de longitud de

onda)

62,5 μ m de fibra multimodo (200/500)

MHz.km275 metros 550 metros

50 μ m de fibra multimodo (400/400) MHz.km 500 metros 550 metros

50 μ m de fibra multimodo (500/500) MHz.km 550 metros 550 metros

10 μ m de fibra monomodo No compatible 5000 metros

Nota :

Transceptores 1000Base-LX también pueden requerir el uso de un lanzamiento offset, modo acondicionado cable de conexión si se acoplan a unas fibras multimodo existentes.

Los rangos de operación se muestran en la tabla anterior son los que se especifican en la norma

IEEE 802.3. En la práctica, sin embargo, el rango máximo de operación para transceptores LX sobre 62,5 μ m de fibra multimodo es de aproximadamente 700 metros, y algunos transceptores LX han sido calificados para soportar un rango de operación de 10.000 metros sobre fibra monomodo.

Múltiple-Rate Ethernet NetworksDadas las oportunidades que se muestran en el ejemplo de los apartados anteriores, no es de extrañar que la mayoría de las grandes redes Ethernet están implementados con una mezcla de las tasas de transmisión y medios de enlace, como se muestra en el modelo de cable en la Figura: Ejemplo de Multirate topología de red-el ISO / IEC 11801 Modelo Cable .

Figura: Una topología de la norma ISO / IEC 11801 Modelo Cable Ejemplo de Multirate Red

El modelo de cable ISO / IEC 11801 es el modelo de red en la que se basan las normas IEEE 802.3:

Distribuidor Campus - El término campus se refiere a una instalación con dos o más edificios en un área relativamente pequeña. Este es el punto central de la red de campo y el punto de conexión de telecomunicaciones con el mundo exterior. En las redes LAN Ethernet, el distribuidor de campus sería típicamente un switch gigabit con capacidad de interfaz de telecomunicaciones.

La construcción de distribuidor - Este es el punto de conexión a la red de campo de la construcción. Un distribuidor edificio Ethernet sería típicamente un interruptor 1000/100- o 1000/100/10-Mbps.

Distribuidor Floor - Este es el punto de conexión de la palabra al distribuidor edificio. ISO / IEC 11801 recomienda por lo menos un distribuidor suelo por cada 1.000 m2 de superficie útil en entornos de oficina, y, si es posible, un distribuidor independiente para cada piso del edificio. Un distribuidor piso Ethernet sería típicamente un interruptor 1000/100/10- o 100/10-Mbps.

Salida de Telecom - Este es el punto de conexión de red para PCs, estaciones de trabajo y servidores de impresión. Los servidores de archivos suelen colocarse con y se conectan directamente a la escuela, un edificio o distribuidores de piso, según sea apropiado para el uso previsto.

Campus columna vertebral de cableado - Este es típicamente un solo cable-o multimodo que interconecta el distribuidor central campus con cada uno de los distribuidores de construcción.

Edificio backbone cableado - Suele ser de categoría 5 o mejor UTP o cable de fibra multimodo que interconecta el distribuidor edificio con cada uno de los distribuidores de piso en el edificio.

El cableado horizontal - Esto se produce principalmente de categoría 5 o mejor cable UTP, aunque algunas instalaciones utilizan fibra multimodo.

Al igual que con la selección de cable UTP, la elección del enlace de medios de comunicación y nodos de red intermedios debe hacerse siempre con la vista puesta en las futuras necesidades de velocidad de transmisión y la esperanza de vida de los elementos de red, imprevisibles aunque puedan ser. En la década de 1990, las tasas de transmisión de LAN aumentaron 100 veces y, para el año 2002, se incrementará aún otras 10 veces.

Esto no quiere decir que todos-o incluso algunos de gama estaciones y sus enlaces de interconexión requerirá capacidad de gigabit. Lo que sí significa, sin embargo, que los nodos de red centrales más (como la mayoría de los distribuidores del campus y muchos distribuidores de construcción) deben estar equipados con capacidad de gigabit, y que todos los distribuidores de piso deben tener la capacidad de al menos 100 Mbps. También significa que todos los conmutadores de red deben ser no bloqueantes y que todos los puertos deben tener la capacidad de dúplex completo, y que los nuevos enlaces del backbone del campus deben ser instalados con fibra monomodo.

Link Aggregation-Establecimiento de mayor velocidad de la red Trunks

Enlace de agregación es un reciente capacidad de MAC opcional que permite a varios enlaces físicos que se combinan en un tronco de mayor velocidad lógico. Proporciona los medios para aumentar la velocidad efectiva de datos entre dos nodos de red en múltiplos de unidades de la tasa de transmisión de enlace individual en lugar de en un paso de un orden de magnitud.

La agregación de enlaces puede ser una manera rentable de proporcionar conexiones de mayor velocidad en las LAN Ethernet que están llegando a la saturación con 100 Mbps de velocidad de transmisión, pero que no requiere la capacidad de gigabit, al menos en el corto plazo. Por ejemplo, la longitud máxima de 62,5 μ m enlaces de fibra multimodo es de 2000 metros a 100 Mbps, y la fibra multimodo se ha utilizado con frecuencia para enlaces troncales campus. La actualización lógica parece ser volver a utilizar estos enlaces para 1000 Servicio Mbps, pero la longitud máxima soportable para la fibra multimodo se encuentra a sólo 700 metros y sólo con 1000Base-LX. Si los vínculos existentes son más largos de 700 metros, la agregación de n enlaces existentes apoyará una velocidad de transmisión efectiva de (100 n) Mbps.

La agregación de enlaces debe ser visto como una opción de configuración de la red que se utiliza principalmente en las pocas interconexiones que requieren velocidades de datos más altas que pueden ser proporcionados por los vínculos individuales, como de switch a switch y en el servidor de switch a archivo. También se puede utilizar para aumentar la fiabilidad de los enlaces críticos. Los enlaces agregados se pueden reconfigurar rápidamente (normalmente en cerca de 1 segundo o menos) en caso de fallo de enlace, con bajo riesgo de tramas duplicadas o reordenados.

La agregación de enlaces no afecta ni el formato IEEE 802.3 trama de datos (s) o de cualquiera de las capas superiores de la pila de protocolos. Es con dispositivos de agregación "-conscientes" compatible con versiones anteriores y se puede utilizar con cualquier velocidad de datos Ethernet (a pesar de que no tiene sentido para 10 Mbps porque sería probable costar menos para procurar un par de 100 Mbps NIC). La agregación de enlaces sólo se puede activar en paralelo enlaces punto a punto y los que apoyan la operación full-duplex misma velocidad.

Gestión de RedTodas las especificaciones de Ethernet de mayor velocidad se incluyen las definiciones de objetos gestionados y agentes de control que sean compatibles con el protocolo simple de administración de redes (SNMP) y que se puede utilizar para recopilar información sobre el funcionamiento de los nodos de la red y para ayudar en la gestión de la red. Debido a que la información del usuario es anecdótica en el mejor y por lo general viene de largo después de los hechos, todas las redes más grandes, al menos, se deben configurar con switches gestionados y servidores de red para asegurarse de que los posibles problemas y cuellos de botella pueden ser identificados antes de que causen un deterioro grave de la red.

La migración a redes de mayor velocidadA estas alturas, debería ser evidente que la mejora de las redes existentes normalmente no requiere de equipos al por mayor o los cambios de medios, pero sí requiere el conocimiento de la configuración de red actual y la ubicación de red de problemas potenciales. Esto significa que un sistema de gestión de red debe estar en su lugar y que una base de datos de la planta de cable debe ser a la vez disponible y precisa. Es mucho tiempo y es a menudo difícil de determinar el tipo

de enlace y la disponibilidad después de que los cables han sido retirados a través del conducto, enterrado en las paredes, y en capas en bandejas de cables.

Los enlaces son a menudo los factores limitantes en mejoras de la red. Categoría 5 existente enlaces debe admitir las velocidades actuales de Ethernet de 10 Mbps a 1000 Mbps, aunque deben ser probados para asegurar su capacidad de soportar velocidades de gigabit. Si la red está equipado con sólo un cable de Categoría 3, algunos enlaces tendrán que ser reemplazado antes de actualizar a 1000 Mbps. Una situación similar existe con la fibra de un solo y multimodo. La fibra multimodo no se puede utilizar para todas las instalaciones de red troncal. La fibra monomodo, por otro lado, no sólo se puede apoyar todo backbone longitudes de hasta 10.000 metros en 1,000 Mbps, sino que también será capaz de soportar el uso backbone a velocidades de datos de 10 gigabits en el futuro.

Reemplazo del interruptor puede comenzar tan pronto como los vínculos necesarios están disponibles. Interruptores existentes en los planos de distribución de campus y de la construcción a menudo pueden ser reutilizadas en el nivel de la escuela o el distribuidor piso. Tarjetas generalmente pueden ser reemplazados para extender la vida útil de las estaciones finales. Y así sucesivamente.

Resumen

El artículo comienza con una visión general de la tecnología Ethernet, los bloques de construcción de la red, y la relación de Ethernet para el modelo de referencia de siete capas ISO. Los requisitos para MAC y PHY compatibilidad también fueron introducidos.

Las responsabilidades básicas del MAC fueron definidos:

Encapsulación de datos - Montaje de la trama en el formato definido antes de que comience la transmisión, y desmontar el marco después de que se haya recibido y comprobado por los errores de transmisión.

Control de acceso de medios - En el CSMA / CD modo half-duplex requerida, y en el modo full-dúplex opcional.

Se discutieron dos extensiones opcionales capacidad MAC y sus formatos de trama asociados. La opción de etiquetado VLAN permite que los nodos de red que se definen con lógica, así como las direcciones físicas, y proporciona un medio para asignar prioridades de transmisión en una base de trama por trama. Un formato específico para la trama de pausa, que se utiliza para el control de flujo de enlace de corto plazo, se define en la norma, pero no estaba cubierto aquí, ya que es la capacidad de MAC automática que se invoca cuando sea necesario para prevenir la entrada de desbordamiento del búfer.

Las discusiones de la capa PHY incluyen descripciones de los procedimientos de señalización y medios de comunicación requisitos / limitaciones para lo siguiente:

10Base-T 100Base-TX, 100Base-T4, y 100Base-T2 1000Base-T, 1000Base-CX, 1000Base-LX y 1000BASE-SX

Aunque 100Base-FX no se discutió específicamente, se utiliza el mismo procedimiento de señalización como 100Base-TX, pero con los medios de comunicación de fibra óptica en vez de cobre UTP.

Las secciones restantes de este artículo se dedicaron a consideraciones de sistemas tanto de par trenzado y fibra óptica implementaciones de LAN:

Requisitos Enlace de cruce en las redes de UTP Coincidencia de PMD y medios de comunicación de la red para asegurar velocidades de datos

deseados El uso de la agregación de enlaces para crear troncos lógicas de mayor velocidad Implementación de redes de varias velocidades

Después esencialmente terminar el artículo, usted debe tener un conocimiento razonable de trabajo del protocolo Ethernet y tecnología de red. La siguiente sección le ayudará a determinar si necesita volver atrás y volver a leer el artículo.

Preguntas de repaso

Q - Si no todas las redes 10Base-T sólo puede actualizar a 100 Mbps? ¿Por qué o por qué no?

A - No necesariamente, si la red de 10Base-T actual está basado en repetidor, en sustitución de los repetidores con switches 10/100 nonsaturating daría lugar a un n automáticas veces aumento en el ancho de banda promedio disponible para cada estación final.

Q - ¿Qué versión 100Base (s) se recomiendan? ¿Por qué?

A - 100Base-TX se recomienda si el cableado horizontal es Categoría5 o mejor UTP. Si el cableado horizontal es la categoría 3, 100BaseT4 se puede utilizar, pero puede ser difícil de adquirir (algunos informes indican que debido a 100Base-TX se disponía de más de un año antes de la T4, que capturó en un 95 por ciento del mercado). 100Base-T2 no está disponible.

Q - ¿Qué versión 1000Base (s) se recomiendan? ¿Dónde iban a ser utilizados?

A - 1000Base-T, se recomienda si el cableado horizontal es de categoría 5 o mejor UTP. 1000Base-SX se puede utilizar si el cableado horizontal es de fibra óptica multimodo, así como para algunas cadenas principales multimodo. 1000Base-LX puede ser usado para ya sea de modo único o de fibra óptica multimodo (véase la Tabla 7-5). 1000Base-CX se puede utilizar en distancias cortas equipos piezas Puentes de hasta 25 metros.

Q - ¿Qué tipo de cable debe utilizarse para las nuevas redes? Para mejorar las redes existentes? ¿Por qué?

A - nuevas o de reemplazo enlaces UTP pueden ser de categoría 5E o superior para permitir el crecimiento de velocidad de datos de 1,000 Mbps. La fibra multimodo se puede utilizar como se indica en la Tabla 7-5 para 1000Base-SX, o como se indica en el párrafo siguiente Tabla 7-5 para 1000Base-LX. (Estas fibras también proporcionará el apoyo futuro para distancias más cortas [entre 100 y 300 metros, dependiendo de la longitud de onda] a 10.000 Mbps). Para que sea realmente a prueba de futuro y para asegurarse de que usted será capaz de operar backbones ya distancia, elegir fibra monomodo.

Q - ¿Cómo sabes cuando una red necesita ser mejorado? ¿Por dónde empezar?

Un - Hay varias maneras:

Sus usuarios le dirán (pero a menudo sólo después de haber cruzado el umbral de la frustración).

Su sistema de gestión de red debe ser capaz de indicar las características de carga para cada puerto DCE.

Su organización está considerando la adición de nuevas aplicaciones (como multimedia) que requerirán de mayor ancho de banda de comunicación.

Su organización está creciendo, y no hay suficientes puertos DCE en los lugares adecuados para dar cabida a los usuarios adicionales.

Después de haber determinado la necesidad, se puede considerar las opciones. Recuerde que los elementos de red con la mayor duración útil (los medios de enlace, seguido de los servidores de red y conmutadores de red) pueden ser también los más costosos de reemplazar. Elija con la vista puesta en el crecimiento futuro, y considerar la reutilización de estos elementos siempre que sea posible.