LAN DE ALTA VELOCIDAD

1. LAN DE ALTA VELOCIDAD Rafael Leonardo Rodríguez Cardozo

2. Para redes LAN de distancia corta y velocidades bajas se utiliza alambre de cobre pero para altas velocidades y mayores distancias las LAN deben basarse en fibra óptica o en redes de cobre altamente paralelas. La fibra tiene un gran ancho de banda, es delgada y ligera, no es afectada por la interferencia electromagnética de maquinaria pesada, descargas eléctricas ni relámpagos y tiene una seguridad excelente porque es casi imposible hacer una derivación indetectable.

3. FDDI • (FiberDistributed Data Interface, interfaz de datos distribuidos por fibra) es una LAN token ring de fibra óptica de alto desempeño que opera a 100Mbps y distancias de hasta 200Km con hasta 1000 estaciones conectadas y usualmente se utiliza como backbone para conectar varias LAN.

5. CARACTERISTICAS • La FDDI usa fibras multimodo, pues el gasto adicional de las fibras monomodo no es necesario para redes que operan solo a 100Mbps, también usa LED en lugar de laser, no solo a su menor costo, sino también porque hay el peligro de que usuarios curiosos ocasionalmente desenchufen el conector de fibra y miren dentro de ella para ver el paso de los bits a 100 Mbps, con un laser, el usuario podría terminar con un agujero en su retina.

6. El cableado de la FDDI consiste en dos anillos de fibra, uno que transmite en dirección de las manecillas del reloj y otro en dirección contraria, si se rompe cualquiera de ellos, se puede usar el otro como respaldo, si se rompen ambos en el mismo punto, el conducto del cable , puede unirse los dos anillos en uno solo de aproximadamente el doble de longitud.

8. La FDDI define dos clases de estaciones, A y B. Las estaciones clase A se conectan a ambos anillos. Las estaciones Clase B, mas económicas, solo se conectan a uno de los anillos, una instalación puede escoger estaciones clase A o clase B, o ambas.

9. CAPA FISICA • Se usa un esquema llamado 4 de 5 el cual tiene 32 combinación de las cuales 16 se usan son para datos, 3 son para delimitadores, 2 son de control, 3 para señalamiento al hardware y 8 no se usan (se reservan para versiones futuras del protocolo), la ventaja de este esquema es que ahorra ancho de banda, pero la desventaja es la perdida de la propiedad de auto sincronización. Para compensar esta perdida se usa un preámbulo grande para sincronizar el reloj del receptor con el reloj del transmisor.

10. En la FDDI, con 1000 estaciones potenciales y 200km de fibra, puede ser sustancial el tiempo perdido esperando que el marco recorra todo el anillo. Por esta razón, se decidió permitir que una estación ponga nuevamente una ficha en el amillo tan pronto ha terminado de transmitir sus marcos

11. MARCO

12. TEMPORIZADORES • El protocolo MAC de la FDDI usa tres temporizadores. El temporizador de retención de la ficha determina el tiempo que una estación puede continuar transmitiendo una vez que adquirido la ficha. • El temporizador de rotación de la ficha que se reinicia cada vez que se ve la ficha. Si termina el temporizador, significa que no se ha visto la ficha durante una ranura demasiado grande, probablemente se perdió por lo que se inicia el procedimiento de recuperación.

13. El temporizador de transmisión valida que se usa para terminar la temporización y recuperarse de ciertos errores transitorios del anillo • La FDDI también tiene un algoritmo de prioridad que determina las clases de prioridad que pueden transmitir durante un paso dado de la ficha. Si la ficha se adelanta a lo programado, todas las prioridades pueden transmitir, pero si esta retrasada solo pueden transmitir las mayores.

14. ETHERNET RAPIDO • Se suponía que la FDDI debía ser la LAN de la siguiente generación, pero realmente nunca se extendió su uso mas allá del mercado de backbone debido a que la administración de estaciones era demasiado complicada, lo que condujo a chips complejos y altos precios lo que evito que los fabricantes hicieran a la FDDI una red estándar por lo que la producción de volumen jamás se dio.

15. La incapacidad para despegar de la FDDI dejo un espacio para una LAN ordinaria con velocidades por encima de 10 Mbps. Muchas instalaciones necesitaban mas ancho de banda y por tanto tenían muchas LAN de 10Mbps conectadas mediante una maraña de repetidores, puentes, enrutadores y pasarelas.

16. Fue en este ambiente que IEEE volvió a convocar en 1992 el comité del 802.3, con instrucciones de inventar una LAN mas rápida. Una propuesta fue mantener el 802.3 exactamente como estaba, pero hacerlo mas rápido. Otra propuesta fue rehacerlo por completo para darle muchas características nuevas, como trafico en tiempo real y voz digitalizada, pero manteniendo su viejo nombre, tras algún forcejeo, el comité decidió mantener el 802.3 como estaba, pero hacerlo mas veloz.

17. Las tres razones principales por las que el comité del 802.3 decidió diseñar una LAN mejorada fueron: • La necesidad de compatibilidad hacia atrás con miles de LAN existentes. • El temor a que un protocolo nuevo tuviera problemas imprevistos. • El deseo de terminar el trabajo antes que cambiara la tecnología.

18. El concepto principal en que se basa el Ethernet rápido es sencillo, mantener todos los formatos de paquete, interfaces y reglas de procedimientos anteriores, y simplemente reducir el tiempo de bit de 100 nseg a 10 nseg. Podemos resumir las normas del cableado en los siguientes principios básicos: • La distancia máxima de un segmento UTP es de 100 metros. • Cualquier segmento de distancia superior a 100 metros ha de ser de fibra óptica • Un repetidor 100Base-T es equivalente a 90 metros de cable. • La máxima distancia entre dos nodos de una red con repetidores es de 310 metros.

19. Se utilizo el cable UTP categoría 3 ya que prácticamente todas las oficinas del mundo occidental tienen cuando menos cuatro pares trenzados categoría 3. Por tanto el uso de par trenzado categoría 3 posibilitaría el alambrado de computadoras de escritorio usando Ethernet rápido sin tener que re alambrar completamente el edificio, una ventaja enorme para muchas organizaciones pero con la única desventaja que no alcanza a tener una velocidad de 100Mbps mas allá de 100 metros.

20. En contraste el par trenzado categoría 5 puede manejar fácilmente los 100 metros, y la fibra puede llegar mucho mas lejos. La medida escogida fue permitir las tres posibilidades, como se muestra en la figura 4-47, pero mejorar la solución de categoría 3 para darle la capacidad de conducción adicional necesaria.

22. HIPPI • (interfaz paralela de alto desempeño): durante la guerra fría, el laboratorio Nacional de los álamos, el centro de diseño de armas nucleares del gobierno de Estados Unidos, compro rutinariamente cada uno de los modelos de supercomputadora en venta. Los álamos también acumulo periféricos complicados, en esta época cada fabricante tenia una interfaz distinta para conectar periféricos a su supercomputadora, por lo que no era posible compartir periféricos entre maquinas o interconectar dos supercomputadoras.

23. En 1987, los investigadores de los Álamos comenzaron a trabajar con una interfaz estándar de supercomputadora, con la intención de conseguir su estandarización y luego convencer a todos los fabricantes de que la usaran. La meta era una interfaz que cualquiera pudiera implementar rápida y eficientemente, la interfaz no debía tener opciones ni requerir el diseño de chips nuevos, y debía tener el desempeño de una manguera contra incendios.

24. La HIPPI se diseño originalmente como canal de datos, no como LAN.(Los canales de datos operan punto a punto de una computadora a un periférico con alambres conmutados y sin conmutación). Después se hizo evidente la necesidad de conmutar un periférico de una supercomputadora a otra y se añadió un conmutador de barras cruzadas al diseño de la HIPPI.

26. A fin de lograr un desempeños de tal nivel usando solo chips comunes, la interfaz básica se hizo de 50 bits e ancho , 32 bits de dato y 18 bits de control, por lo que el cable HIPPI contiene 50 pares trenzados logrando así una velocidad de 1600 Mbps, a estas velocidades, la longitud máxima del cable es de 25 metros.

27. Los mensajes se estructuran con una palabra de control, una cabecera de hasta 1016 bytes y una parte de datos de hasta 2^32 -2 bytes, por razones de control de flujo los mensajes se dividen en marcos de 256 palabras. Los receptores también pueden pedir varios marcos a la vez. El control de errores consiste en un bit de paridad horizontal por palabra y una palabra de paridad vertical al final de cada marco. • La HIPPI fue implementada rápidamente por docenas de fabricantes y ha sido el estándar de interconexión de supercomputadoras durante años.

28. CANAL DE FIBRA • En la época en que se diseño la HIPPI, la fibra óptica era demasiado cara y no se consideraba lo suficiente mente confiable por lo que la LAN mas rápida construida hasta el momento se hizo con alambre telefónico de baja clasificación. Con el paso del tiempo, la fibra se volvió mas barata y confiable, por hubo un intento de rehacer la HIPPI usando una sola fibra en lugar de 50 o 100 pares trenzados.

29. El canal de fibra apoya 3 clases de servicio. La primera es la conmutación de circuitos pura, con entrega en orden garantizada. Los modos del canal de datos usan esta clase de servicio. La segunda clase es la conmutación de paquetes con entrega garantizada. La tercera clase es la conmutación de paquetes sin entrega garantizada

30. El canal de fibra tiene una estructura de protocolas de 5 capas que en conjunto cubren las capas físicas y de enlace de datos. La capa inferior tiene que ver con el medio físico. Hasta ahora, maneja tasas de datos de 100,200,400 y 800 Mbps.La segunda capa maneja la codificación de bits, la capa media define el formato de la distribución del marco y de la cabecera. La siguiente capa permitirá proporcionar servicios comunes a la capa superior y por ultimo la capa superior proporciona las interfaces con los distintos tipos de computadoras y periféricos reconocidos.

32. BIBLIOGRAFIA • Tomado de Redes de Computadoras. Taneanbaum Andrew, 782p