3. Redes Locales (Cableadas)

3.1. ¿De qué va este tema?

Entender los estándares de acceso a una red local, tanto la capa física como la de enlace usando los estándares Ethernet

3.2. Clases

Se le dedican unas 12 sesiones de trabajo.

3.2.1. La Capa de Enlace (L2)

• Capa de Enlace: Capa 2

  • Transferencia fiable de información a través de un circuito

  • Tramas y Direcciones

  • Funciones

  • Protocolos

• Arquitectura:

  • Modelo OSI ( PHY/ MAC/ LLC)

  • Modelo Ethernet ( PHY/ MAC)

3.2.2. Ethernet

Historia de Ethernet

¿Qué es Ethernet?

Actividad: Preguntas Ethernet

1. ¿En qué año se creó Ethernet?

2. ¿Quienes lo crearon?

3. ¿Qué es lo que querían conectar?

4. ¿Qué medio de transmisión usaba la primera red Ethernet?

5. ¿Qué topología física usa?

6. ¿Qué topología lógica?

7. ¿Un repetidor, en qué capa OSI se engloba?

8. ¿Y un switch?

9. ¿Qué equipos hay en una red ethernet?

10. ¿Qué es el dominio de colisión?

3.2.3. Acceso al Medio

• Tipos de Transmisión:

  • Unicast

  • Broadcast

  • MultiCast (p.ej. Geodifusión)

  • AnyCast ( otra explicación)

• La dirección MAC

  • ¿Cómo la obtengo?

  • ¿ A quien pertenece?

• Acceso al Medio:

  • Una Alternativa ( multiplex): TDMA, SDMA, FDMA, CDMA

  • Solución Ethernet CSMA / CD

Actividad: Encontrar Direcciones MAC

1. ¿Cuántas direcciones MAC estás utilizando ahora mismo?

2. ¿Cuántas direcciones MAC tiene un adaptador de red?

3. ¿Puedo inventarme una dirección MAC?

4. ¿ 00:1B:44:11:3A:B7 puede ser una dirección MAC?

5. ¿Quien ha fabricado ese adaptador?

6. ¿Cual es el número de serie?

7. ¿Cuál es la dirección, pero en binario?

3.2.4. Tecnologías Ethernet

Evolución de Ethernet

Tabla de Tecnologías Ethernet:

• Tecnologías

• Medio de Transmisión

• Distancias

Actividad: Tecnologías Ethernet

1. ¿Qué norma describe las tecnologías Ethernet?

2. ¿Qué velocidades de transmisión soporta?

3. Si tengo un archivo de 100 MB, y quiero enviarlo por una red 10BASET, ¿cuánto tarda en transmistirse realmente?

4. ¿En qué norma se describe una red 10BaseT? ¿Y una 10GBaseT?

5. En la red Ethernet 10BaseT , ¿qué significa el 10? ¿Qué significa la T? Base es banda base.

6. ¿Cual es la distancia máxima para una red 10BaseT? ¿Y 1000BaseTx?

7. ¿Qué medio de transmisión utiliza la red 1000BaseSX?

8. ¿Qué distancia máxima recomienda?

9. ¿Todas las normas 802.3 usan la misma topología y sentido de transmisión?

10. Para conectar el IES Leliadoura con el IES Número 1, ¿qué red ethernet podría utilizar?

3.2.5. Trama Ethernet

• ¿Cómo van los bits? Ejemplo Codificación Manchester

• ¿Cómo es una trama Ethernet 802.3?

  • Tamaño

  • Campos

  • Contenidos

• Hay varios Tipos de Trama Ethernet (difieren en algún subcampo).

Actividad: Revisar Campos de Trama Ethernet

1. Analizar un ejemplo de codificación Manchester (Ethernet)

2. Analizar los diferentes campos de una trama Ethernet (Ethernet II o 802.3) ( Ethernet Frame )

3.2.6. Concepto de Encapsulamiento

• Técnica de Encapsulado entre Capas (segmento TCP -> datagrama IP -> trama Ethernet): Entenderlo bien

• Concepto de Carga útil (payload) y Protocol Overhead

• Concepto de MTU

Actividad: Conceptos de encapsulamiento

1. Revisar con detalle el ejemplo de encapsulamiento

2. Hacer ejercicio de carga útil vs carga total en un protocolo

3. ¿Qué tiene que ver la carga útil con el concepto de encapsulamiento?

4. Si quiero enviar 3000 bytes en una red Ethernet, ¿cuantas tramas necesito?

5. ¿Cual es el MTU del protocolo Ethernet?

6. ¿Cual es el MTU del protocolo PPP?

7. Y si hay varios enlaces, con diferentes MTUs, ¿qué crees que pasará?

3.2.7. Detección de Errores y Control de Flujo

• Detección de Errores:

  • ¿Para qué? Ver si ha llegado con error

  • Necesidad de campo FCS (uso de CRC)

  • Ejemplos de Técnicas

    • Paridad (par o impar). Sencillo, posibles falsos positivos.

    • Algoritmos CRC . Complejo, pero robusto y eficiente ( Avanzado )

• Corrección de Errores

  • En el receptor ( FEC )

  • Repetir la transmisión ( ARQ ): * Todo: Parada y Espera * Algunos: Reenvío Selectivo

• Control de flujo

  • ¿Para qué? Ajustar velocidades emisor/receptor

  • Ventana Deslizante (para TCP)

3.2.8. POE

Power Over Ethernet/ Explicación

• Dispositivos y Clase (0-4)

• Estándares:

  1. 802.3af (PoE)

  2. 802.3at (PoE+)

3.2.9. Elementos de una red

1. Infraestructura física

2. Equipo Terminal: Tarjeta de Red (NIC)

3. Equipo Pasivo /L1: Repetidor / Concentrador

4. Puente de Red (bridge). Casos muy específicos

5. El conmutador (Switch)

   • Qué es

   • Para qué sirve

   • Necesidares Básicas: puertos, estándares y configuración (gestionable / no gestionable)

Actividad: Buscar Modelos y Precios

1. ¿Me puedes decir un modelo de tarjeta de red Gigabit para conectar el PC del aula?

2. Tengo un portátil que quiero conectar a una red Gigabit Ethernet, ¿cómo lo podría conectar? (no tengo puerto RJ45)

3. ¿Qué tarjeta de red necesitaría comprar para conectar el PC del aula a una red de fibra?

4. ¿Quién fabricó la tarjeta de red de tu PC del aula?

5. Me quiero comprar un switch para casa (menos de 100 EUR), ¿algún ejemplo?

6. Me quiero comprar un switch para la empresa, ¿algún ejemplo? ¿cuánto me tendré que gastar?

7. ¿Cuánto cuesta el switch que hay en el aula?

3.2.10. Switch (Especificaciones Técnicas)

Cuatro ejemplos de especificaciones técnicas. Son de la web de TP Link pero valdría cualquier otro.

1. TL-SF1008D

2. TL-SF1005D V14

3. TL-SX3008F

4. TL-SG2210MP V1

Actividad: Revisar Especificaciones Técnicas

Para cualquiera de los ejemplos anteriores (4 switches diferentes)

1. ¿Cuántos puertos tiene?

2. ¿De qué tipo?

3. ¿Acepta conectores SFP? ¿Y RJ49?

4. ¿Es gestionable en remoto?

5. ¿Acepta el estándar 802.3z?

6. ¿Acepta el estándar Gigabit?

7. ¿Acepta el estándar IEEE 802.3af?

8. ¿Cual es su máxima capacidad de conmutación?

9. ¿Tiene alguna funcionalidad superior a la capa de enlace (L2)?

10. ¿Cual es su consumo máximo (pico)? (en W)