ESTÁNDAR IEEE 802

Ing. Jorge Luis Pariasca León

Carrera Profesional de Computación e Informática

Unidad Didáctica: Diseño de Redes de Comunicación

Instituto Superior Tecnológico Público

INSTITUTO SUPERIOR TECNOLÓGICO PÚBLICO

Semana 08

“Víctor Raúl Haya de la Torre”

“VÍCTOR RAÚL HAYA DE LA TORRE”

IEEE SIGLAS: Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos. (IEEE).

CONCEPTO: Creada el 1 de enero de 1963. Es la asociación profesional mas grande del mundo

sin fines de lucro. Su objetivo es aplicar y avanzar innovación

tecnológica de excelencia a beneficio de la humanidad.

Dedicada principalmente a la estandarización.

Estándar IEEE 802 El proyecto IEEE 802 fue creado en Febrero de 1980. Fue desarrollado simultáneamente y en cooperación al

modelo OSI ya que comparten características e interactúan muy bien.

Se crea con el fin de desarrollar estándares para que tecnologías de diferentes fabricantes pudieran trabajar juntas e integrarse sin problemas.

El proyecto 802 define aspectos relacionados al cableado físico y transmisión de datos correspondiente a las capas físicas y enlace de datos.

Esta dividido según la funciones necesarias para el funcionamiento de la LAN. Identificado por un numero 802.x

Estándar IEEE 802Características

Los comités 802 del IEEE se concentran principalmente en la interfaz física relacionada con los niveles físicos y de enlace de datos del modelo de referencia OSI de la ISO.

Los productos que siguen las normas 802 incluyen tarjetas de la interfaz de red, bridges, utilizados para crear LANs de par trenzado y cable coaxial.

El nivel de enlace se divide en 2 subniveles MAC y LLC.

Son diferentes en la capa física en la subcapa MAC, pero son compatibles en la subcapa de enlace.

Estándar IEEE 802Fundamentos Cuando aparecieron las redes de área local (LAN) a finales de 1970, el IEEE observó

que era necesario definir ciertos estándares para redes de área local. Es así que IEEE emprendió lo que se conoce como proyecto 802, debido al año y al mes de comienzo (febrero de 1980).

Aunque los estándares IEEE 802 publicados realmente son anteriores a los estándares ISO, ambos estaban en desarrollo aproximadamente al mismo tiempo y compartían información que concluyó en la creación de dos modelos compatibles.

Las especificaciones 802 definen estándares para: Tarjetas de red (NIC). Componentes de redes de área global (WAN, Wide Área Networks). Componentes utilizadas para crear redes de cable coaxial y de par trenzado. Las especificaciones 802 definen la forma en que las tarjetas de red acceden y

transfieren datos sobre el medio físico. Éstas incluyen conexión, mantenimiento y desconexión de dispositivos de red.

La selección del protocolo a ejecutar en el nivel de enlace de datos es la decisión más importante que se debe tomar cuando se diseña una red de área local (LAN

Categorías de IEEE 802.x IEEE 802.1 : Protocolos superiores de redes de área local IEEE 802.2 : Control de enlace lógico IEEE 802.3 : Ethernet IEEE 802.4 : Token Bus (abandonado) IEEE 802.5 : Token Ring IEEE 802.6 : Red de área metropolitana (abandonado) IEEE 802.7 : Grupo de Asesoría Técnica sobre banda ancha (abandonado) IEEE 802.8 : Grupo de Asesoría Técnica sobre fibra óptica (abandonado) IEEE 802.9 : RAL de servicios integrados (abandonado) IEEE 802.10 : Seguridad interoperable en RAL(abandonado) IEEE 802.11 : Red local inalámbrica, también conocido como Wi-Fi IEEE 802.12 : Prioridad de demanda

IEEE 802.13 : (no usado) IEEE 802.14 : Cable módems, es decir módems para televisión por cable. (abandonado) IEEE 802.15 : Red de área personal inalámbrica, que viene a ser Bluetooth IEEE 802.16 : Acceso inalámbrico de Banda Ancha, también llamada WiMAX, para acceso inalámbrico desde casa. IEEE 802.17 : Anillos de paquetes con recuperación, se supone que esto es

aplicable a cualquier tamaño de red, y está bastante orientado a anillos de fibra óptica. IEEE 802.18 : Grupo de Asesoría Técnica sobre Normativas de Radio IEEE 802.19 : Grupo de Asesoría Técnica sobre Coexistencia. IEEE 802.20 : Acceso inalámbrico de Banda ancha móvil, que viene a ser como el 16 pero en movimiento. IEEE 802.21 : Interoperabilidad independiente del medio IEEE 802.22 : Red inalámbrica de área regional.

Categorías de IEEE 802.x

IEEE 802.1: Define la relación entre los estándares 802 del IEEE y

el Modelo de Referencia para Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI) de la ISO (Organización Internacional de Estándares).

Este Comité definió direcciones para estaciones LAN de 48 bits para todos los estándares 802, de modo que cada adaptador puede tener una dirección única.

Los vendedores de tarjetas de interface de red están registrados y los tres primeros bytes de la dirección son asignados por el IEEE. Cada vendedor es entonces responsable de crear una dirección única para cada uno de sus productos.

IEEE 802.2 Define el control de enlace lógico (LLC). LLC es la parte superior de la capa enlace en las

redes de área local Asegura que los datos sean transmitidos de forma

confiable por medio del enlace de comunicación. Servicio orientado a la conexión.(La sesión empezaba con un

destino y terminada cuando la transferencia de datos se completara) Servicios de reconocimiento orientado a conexiones. (Similar al anterior solo que los paquetes de transmisión son reconocidos) Servicio de conexión sin reconocimiento. (En el cual no se

define una sesión. Los paquetes son puramente enviados a su destino).

IEEE 802.3 La norma 802.3 es una especificación estándar

sobre la que se monta Ethernet, un método de establecimiento de comunicaciones físicas a través de una red de área local o LAN .

El estándar define la conexión de redes sobre cable coaxial, cable de par trenzado, y medios de fibra óptica. La tasa de transmisión original es de 10 Mbits/seg., pero nuevas implementaciones transmiten arriba de los 100 Mbits/seg calidad de datos en cables de par trenzado.

IEEE 802.4 El estándar token bus define esquemas de red de anchos de

banda grandes, usados en la industria de manufactura. La idea es representar en forma lógica un anillo para

transmisión por turno, aunque implementado en un bus. Esto porque cualquier ruptura del anillo hace que la red completa quede desactivada.

La red implementa el método token-passing para una transmisión bus.

Las redes que siguen este protocolo se han extendido rápidamente, sobre todo por su facilidad de instalación. Sin embargo, tienen un problema que representa un escollo importante en algunas aplicaciones.

El estándar no es ampliamente implementado en ambientes LAN.

IEEE 802.5 Define los protocolos de acceso, cableado e

interface para la LAN token ring. Este estándar define una red con topología de

anillo la cual usa token (paquete de datos) para transmitir información a otra. En una estación de trabajo la cual envía un mensaje lo sitúa dentro de un token y lo direcciona específicamente aun destino, la estación destino copia el mensaje y lo envía a un token de regreso a la estación origen la cual borra el mensaje y pasa el token a la siguiente estación.

IEEE 802.6 El estándar MAN (Red de área metropolitana ) esta

diseñado para proveer servicios de datos, voz y vídeo en un área metropolitana de aproximadamente 50 kilómetros a tasas de 1.5, 45, y 155 Mbits/seg .

Define un protocolo de alta velocidad donde las estaciones enlazadas comparten un bus dual de fibra óptica usando un método de acceso llamado Bus Dual de Cola Distribuid.

El bus dual provee tolerancia de fallos para mantener las conexiones si el bus se rompe

IEEE 802.7 Grupo de Asesoría Técnica sobre banda ancha. Un estándar de IEEE para una red de área local de

banda ancha (LAN) que usa el cable coaxial. Este estándar fue desarrollado para las compañías del Internet del cable. Especificaciones de redes con mayores anchos de banda con la posibilidad de transmitir datos, sonido e imágenes.

Este comité provee consejos técnicos a otros subcomités en técnicas sobre anchos de banda de redes

IEEE 802.8 Grupo de Asesoría Técnica sobre fibra óptica Especificación para redes de fibra óptica tipo

Token Passing /FDDI. (Soporte a las estaciones de trabajo de alta velocidad)

Provee consejo a otros subcomités en redes por fibra óptica como una alternativa a las redes basadas en cable de cobre. Los estándares propuestos están todavía bajo desarrollo.

IEEE 802.9 Redes integradas para voz, datos y vídeo. Comité para

integración de voz y datos IVD (Integrated Voice and Data) en la red ISDN.

ISDN( Red Digital de Servicios Integrados, en ingles ISDN) Decimos Servicios integrados porque utiliza la misma infraestructura para muchos servicios que tradicionalmente requerían interfaces distintas(télex, voz, conmutación de circuitos, conmutación de paquetes...);

El servicio provee un flujo multiplexado que puede llevar canales de información de datos y voz conectando dos estaciones sobre un cable de cobre en par trenzado.

IEEE 802.10 Grupo Asesor Técnico de Seguridad en Redes. Este grupo esta trabajando en la definición de un

modelo de seguridad estándar que opera sobre una variedad de redes e incorpora métodos de autenticación y encriptamiento

IEEE 802.11 Red local inalámbrica, también conocido como Wi-Fi (Mejoras y

modificaciones). Este comité esta definiendo estándares para redes inalámbricas. El protocolo IEEE 802.11 o WI-FI es un estándar de protocolo de

comunicaciones de la IEEE que define el uso de los dos niveles más bajos de la arquitectura OSI (capas física y de enlace de datos), especificando sus normas de funcionamiento en una WLAN

La norma IEEE 802.11 fue diseñada para sustituir el equivalente a las capas físicas y MAC de la norma 802.3 (Ethernet). Esto quiere decir que en lo único que se diferencia una red Wi-Fi de una red Ethernet es en cómo se transmiten las tramas o paquetes de datos; el resto es idéntico. Por tanto, una red local inalámbrica 802.11 es completamente compatible con todos los servicios de las redes locales (LAN) de cable 802.3 (Ethernet).

Existen diversos tipos de Wi-Fi, basado cada uno de ellos en un estándar IEEE 802.11 aprobado. Son los siguientes: Los estándares IEEE 802.11b, IEEE 802.11g e IEEE 802.11n disfrutan de una aceptación internacional debido a que la banda de 2.4 GHz .

Actualmente esta disponible el estándar IEEE 802.11ª conocido como WIFI 5, que opera en la banda de 5 GHz y que disfruta de una operatividad con canales relativamente limpios.

IEEE 802.12 y IEEE 802.13 Prioridad de demanda Comité que define la norma Ethernet a 100 Mbps

con el método de acceso de prioridad bajo demanda propuesto por la Hewlett Packard y otros fabricantes.

El cable especificado es un par trenzado de 4 hilos de cobre utilizándose un concentrador central para controlar el acceso al cable.

Las prioridades están disponibles para soportar la distribución en tiempo real de aplicaciones multimediales.

IEEE 802.14 Cable módems, es decir módems para televisión por Cable El Grupo IEEE 802.14 es justamente una parte de la larga serie

de estándares 802 de LAN/MAN. El Grupo de trabajo IEEE 802.14 está caracterizado para crear

estándares para transportar información sobre el cable tradicional de redes de TV. La arquitectura especifica un híbrido fibra óptica/coaxial que puede abarcar un radio de 80 kilómetros desde la cabecera.

El grupo del estándar de la IEEE 802.14 define el protocolo de Capa Física y Control de Acceso al Medio (MAC) de redes usando cables Híbridos Fibra Óptica/Coaxial (HFC)

Una red HFC (Híbridas Fibra óptica-Coaxial) es una red de telecomunicaciones por cable que combina la fibra óptica y el cable coaxial como soporte de la transmisión de las señales.

IEEE 802.15 Red de área personal inalámbrica, que viene a ser Bluetooth Define las redes de área personal sin cable (WPAN, Wireless

Personal Área Networks). El Estándar IEEE 802.15 se enfoca básicamente en el

desarrollo de estándares para redes tipo WPAN o redes inalámbricas de corta distancia.

Debido a que Bluetooth no puede coexistir con una red inalámbrica 802.11x, de alguna manera la IEEE definió este estándar para permitir la interoperabilidad de las redes inalámbricas LAN con las redes tipo PAN.

Facilita las comunicaciones entre equipos móviles y fijos. Eliminar cables y conectores entre éstos.

Protocolos de la capa de acceso al medio El protocolo utilizado en esta capa viene

determinado por las tarjetas de red que instalemos en los puestos.

Esto quiere decir que si adquirimos tarjetas Ethernet sólo podremos instalar redes Ethernet.

Y que para instalar redes Token ring necesitaremos tarjetas de red especiales para Token ring.

Actualmente en el mercado únicamente se comercializan tarjetas de red Ethernet (de distintas velocidades y para distintos cableados).

Token ring (802.5) Las redes Token ring (paso de testigo en anillo) fueron

utilizadas ampliamente en entornos IBM desde su lanzamiento en el año 1985. En la actualidad es difícil encontrarlas salvo en instalaciones antiguas de grandes empresas.

El cableado se establece según una topología de anillo. En lugar de utilizar difusiones, se utilizan enlaces punto a punto entre cada puesto y el siguiente del anillo. Por el anillo Token ring circula un mensaje conocido como token o ficha.

Cuando una estación desea transmitir espera a recibir el token. En ese momento, lo retira de circulación y envía su mensaje. Este mensaje circula por el anillo hasta que lo recibe íntegramente el destinatario. Entonces se genera un token nuevo.

Token ring (802.5) Las redes Token ring utilizan una estación monitor

para supervisar el funcionamiento del anillo. Se trata de un protocolo complejo que debe monitorizar en todo momento el buen funcionamiento del token (que exista exactamente uno cuando no se transmiten datos) y sacar del anillo las tramas defectuosas que no tengan destinatario, entre otras funciones.

Las redes Token ring de IBM pueden funcionar a 4 Mbps o a 16 Mbps utilizando cable par trenzado o cable coaxial.

http://www.datacottage.com/nch/troperation.htm#.VXUeG89_NBc

Ethernet (802.3) Las redes Ethernet son actualmente las únicas

que tienen interés para entornos LAN. El estándar 802.3 fue diseñado originalmente para funcionar a 10 Mbps, aunque posteriormente ha sido perfeccionado para trabajar a 100 Mbps (802.3u) o 1 Gbps.

http://www.datacottage.com/nch/eoperation.htm#.VXUZ7M9_NBc

Ethernet (802.3) Una red Ethernet tiene las siguientes características: Canal único. Todas las estaciones comparten el mismo

canal de comunicación por lo que sólo una puede utilizarlo en cada momento.

Es de difusión debido a que todas las transmisiones llegan a todas las estaciones (aunque sólo su destinatario aceptará el mensaje, el resto lo descartarán).  

Tiene un control de acceso distribuido porque no existe una autoridad central que garantice los accesos. Es decir, no hay ninguna estación que supervise y asigne los turnos al resto de estaciones. Todas las estaciones tienen la misma prioridad para transmitir.

Ethernet (802.3) Comparación de Ethernet y Token ring.– En Ethernet cualquier estación puede transmitir

siempre que el cable se encuentre libre; en Token ring cada estación tiene que esperar su turno.

Ethernet utiliza un canal único de difusión; Token ring utiliza enlaces punto a punto entre cada estación y la siguiente.

Token ring tiene siempre una estación monitor que supervisa el buen funcionamiento de la red; en Ethernet ninguna estación tiene mayor autoridad que otra.

Según esta comparación, la conclusión más evidente es que, a iguales velocidades de transmisión, Token ring se comportará mejor en entornos de alta carga y Ethernet, en redes con poco tráfico.

Ethernet (802.3) El protocolo de comunicación que utilizan estas redes

es el CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detect, acceso múltiple con detección de portadora y detección de colisiones). Esta técnica de control de acceso a la red ha sido normalizada constituyendo el estándar IEEE 802.3. Veamos brevemente el funcionamiento de CSMA/CD:

Cuando una estación quiere transmitir, primero escucha el canal (detección de portadora). Si está libre, transmite; pero si está ocupado, espera un tiempo y vuelve a intentarlo.

Sin embargo, una vez que una estación ha decidido comenzar la transmisión puede darse el caso de que otra estación haya tomado la misma decisión, basándose en que el canal estaba libre cuando ambas lo comprobaron.

Ethernet (802.3) Debido a los retardos de propagación en el cable, ambas

señales colisionarán y no se podrá completar la transmisión de ninguna de las dos estaciones.

Las estaciones que están transmitiendo lo advertirán (detección de colisiones) e interrumpirán inmediatamente la transmisión.

Después esperarán un tiempo aleatorio y volverán a intentarlo.

Si se produce una nueva colisión, esperarán el doble del tiempo anterior y lo intentarán de nuevo.

De esta manera, se va reduciendo la probabilidad de nuevas colisiones.

Debemos recordar que el canal es único y por lo tanto todas las estaciones tienen que compartirlo. Sólo puede estar una estación transmitiendo en cada momento, sin embargo pueden estar recibiendo el mensaje más de una.

Ethernet (802.3) Nota: La existencia de colisiones en una red no indica que

exista un mal funcionamiento. Las colisiones están definidas dentro del protocolo

Ethernet y no deben ser consideradas como una situación anómala.

Sin embargo, cuando se produce una colisión el canal se desaprovecha porque ninguna estación logra transmitir en ese momento.

Debemos tratar de reducir el número de colisiones que se producen en una red.

Esto se consigue separando grupos de ordenadores mediante un switch o un router.

Podemos averiguar las colisiones que se producen en una red observando el correspondiente LED de nuestro hub.

Ethernet (802.3) Direcciones físicas ¿Cómo sabe una estación que un mensaje es para ella? Está

claro, que hay que distinguir unas estaciones de otras utilizando algún identificador. Esto es lo que se conoce como direcciones físicas.

Los adaptadores Ethernet tienen asignada una dirección de 48 bits de fábrica que no se puede variar.

Los fabricantes nos garantizan que no puede haber dos tarjetas de red con la misma dirección física. Si esto llegase a ocurrir dentro de una misma red la comunicación se volvería imposible. Los tres primeros bytes corresponden al fabricante (no puede haber dos fabricantes con el mismo identificador) y los tres últimos al número de serie (no puede haber dos tarjetas del mismo fabricante con el mismo número de serie). Por ejemplo,

5D:1E:23:10:9F:A3

Ethernet (802.3) Los bytes 5D:1E:23 identifican al fabricante y

los bytes 10:9F:A3 al número de serie del fabricante 5D:1E:23

Nota: Los comandos ipconfig / all |more  y  winipcfg  muestran la dirección física de nuestra tarjeta de red Ethernet. Observe que estos comandos pueden recoger también información relativa al adaptador virtual "PPP Adapter" (se corresponde con el módem o adaptador RDSI) además de la referente a la tarjeta de red real.

Ethernet (802.3) Velocidades Ethernet puede funcionar a tres velocidades: 10 Mbps, 100 Mbps

(FastEthernet) y 1 Gbps (1000 Mbps). 10 Mbps es la velocidad para la que se diseñó originalmente el estándar Ethernet. Sin embargo, esta velocidad se ha mejorado para adaptarse a las crecientes exigencias de las redes locales. La velocidad de 100 Mbps es actualmente la más utilizada en la empresa.

Las redes a 1 Gbps están comenzado a ver la luz en estos momentos por lo que tardarán un tiempo en implantarse en el mercado (los precios son todavía muy altos).  

Para crear una red que trabaje a 10 Mbps es suficiente con utilizar cable coaxial o bien, cable par trenzado de categoría 3 o superior. Sin embargo, es recomendable utilizar cables par trenzado de categoría 5 y concentradores con velocidades mixtas 10/100 Mbps. De esta forma, en un futuro se podrán ir cambiando gradualmente los adaptadores de 10 Mbps por unos de 100 Mbps sin necesidad de instalar nuevo cableado.

Ethernet (802.3) La mejor opción actualmente para redes

nuevas es FastEthernet. Para conseguir velocidades de 100 Mbps es necesario utilizar cable par trenzado con una categoría mínima de 5, un concentrador que soporte esta velocidad y tarjetas de red de 100 Mbps. Generalmente, los cables UTP cumplen bien con su función pero en situaciones concretas que requieran el máximo rendimiento de la red o existan muchas interferencias, puede ser necesario un cableado STP.