jueves, 25 de agosto de 2011

Capa Fisica del Modelo Osi o Capa 1


La capa física define el tipo de medio, tipo de conector y tipo de señalización. Ésta especifica los requisitos eléctricos, mecánicos, procedimentales y funcionales para activar, mantener y desactivar el vínculo físico entre sistemas finales. La capa física especifica también características tales como los niveles de voltaje, tasas de transferencia de datos, distancias máximas de transmisión y conectores físicos.

Los estándares Ethernet e IEEE 802.3 (CSMA/CD) definen una topología de bus para LAN que opera a 10Mbps sobre cable coaxial, UTP, o fibra, mientras que la especificación 802.3u opera a 100Mbps/1000Mbps sobre UTP o fibra, siempre que se disponga del hardware y cableado requerido. También existen implementaciones de Gigabit Ethernet, pero el coste del cableado y los adaptadores puede hacer inabordable su implementación. Las categorías de cableado y conectores provienen de la EIE/TIA-568.
  • 10Base2 / Thinnet. Permite segmentos de red de hasta 185 metros sobre cable coaxial fino para interconectar o encadenar dispositivos a 10Mbps. Utiliza topología en bus.
  • 10Base5 / Thicknet. Permite segmentos de red de hasta 500 metros sobre cable coaxial grueso. Utiliza topología en bus y conectores AUI.
  • 10BaseT. Transporta señales Ethernet hasta 100 metros de distancia sobre cable de par trenzado, hasta un concentrador denominado hub, a 10Mbps. Utiliza topología en estrella, conectores ISO 8877 (RJ-45), y cable UTP categorías 3, 4 o 5.
  • 10BaseF.
  • 100BaseTX. Transporta señales Ethernet hasta 100 metros de distancia sobre cable de par trenzado, hasta un concentrador denominado hub, a 100Mbps. Utiliza topología en estrella, conectores ISO 8877 (RJ-45), y requiere cable UTP (par trenzado sin blindar) categoría 5.
  • 100BaseFX. Transporta señales Ethernet sobre 400 metros sobre fibra multimodo a 100Mbps. Utiliza conexiones punto a punto.
Un conector RJ-45 es un componente macho colocado al final del cable. Mirando el conector macho con el clip en la parte superior, la ubicación de los pins viene numerada del 1 a la izquierda, hasta el 8 a la derecha. Para que pueda pasar la corriente eléctrica entre el conector y el jack, el orden de los cable debe seguir los estándares EIA/TIA 586A y 586B, además de identificar si se debe usar un cable cruzado o un cable directo. En un cable directo los conectores RJ-45 en ambos extremos presentan todos los hilos en el mismo orden, y se utilizan para conectar dispositivos como PC o routers a dispositivos como hubs o switches. Un cable cruzado invierte los pares para conseguir una correcta alineación, transmisión y recepción de señales, utilizándose para conectar dispositivos similares (switch con switch, hub con hub, router con router, PC con PC).

PIN
PAR
568A
568B
Pin 1
Par 2
Blanco/Verde
Blanco/Naranja
Pin 2
Par 2
Verde
Naranja
Pin 3
Par 3
Blanco/Naranja
Blanco/Verde
Pin 4
Par 1
Azul
Azul
Pin 5
Par 1
Blanco/Azul
Blanco/Azul
Pin 6
Par 3
Naranja
Verde
Pin 7
Par 4
Blanco/Marrón
Blanco/Marrón
Pin 8
Par 4
Marrón
Marrón

Las conexiones serie se utilizan para dar soporte a servicios WAN tales como líneas dedicadas que ejecutan PPP, HDLC, o Frame Relay como protocolo de enlace. Las velocidades de conexión oscilan generalmente entre 56Kbps y T1/E1 (1544/2048Mbps). Otros servicios WAN como RDSI, ofrecen conexiones de acceso telefónico bajo demanda y servicios de línea telefónica de respaldo. Hay varios tipos de conexiones físicas que permiten establecer conexiones con servicios WAN en serie, como son EIA/TIA-232, EIA/TIA-449, V.24, V.35, X.21, EIA-530, y HSSI.

 Los puertos serie de la mayoría de los dispositivos Cisco utilizan un conector serie patentado de 60 pines. Se ha de determinar si se necesita de un Equipo Terminal de Datos (DTE) como suele ser comúnmente un router, o de un Equipo de Terminación de Circuito (DCE) comúnmente un CSU/DSU. En caso de hacer falta ambos dispositivos, deberemos determinar el tipo de cable necesario para su conexión. Hay ocasiones en que el router necesita ser el DCE, por ejemplo si se está diseñando un escenario de prueba, uno de los routers debe ser un DTE y el otro un DCE.

Dado que todos los puestos de un segmento Ethernet están conectados a un mismo medio físico, las señales enviadas a través del cable son recibidas por todos los dispositivos, por lo que si dos dispositivos envían una señal al mismo tiempo, se producirá una colisión entre ambas. Así introducimos el concepto de Dominio de colisión, que se refiere a un grupo de dispositivos conectados al mismo medio físico, de tal manera que si dos dispositivos acceden al medio al mismo tiempo, se producirá una colisión. También es importante el concepto de dominio de difusión, que se refiere a un grupo de dispositivos que envían y reciben mensajes de difusión entre ellos.

La mayoría de los segmentos Ethernet que existen hoy día son dispositivos interconectados por medio de hubs. Esto significa que todos los dispositivos conectados al hub comparten el mismo medio y, en consecuencia, comparten los mismos dominios de colisión, difusión y ancho de banda. El hub se limita a repetir la señal que recibe por un puerto a todos los demás puertos, lo que lo sitúa como un dispositivo de capa física que se restringe a la propagación de las señales físicas sin ninguna función de las capas superiores.

Como dijimos anteriormente, Ethernet utiliza el método Acceso Múltiple con Detección de Portadora (carrier) y Detección de Colisiones (CSMA/CD). Esto significa que para que un puesto pueda acceder al medio, deberá escuchar (detectar la portadora) para asegurarse de que ningún otro puesto esté utilizando el mismo medio. 

En caso de que haya dos puestos que no detecten ningún otro tráfico, ambos tratarán de transmitir al mismo tiempo, dando como resultado una colisión. Las tramas dañadas se convierten en tramas de error, que son detectadas como una colisión y obliga a ambas estaciones a volver a transmitir sus respectivas tramas. Cuantas más estaciones haya en un segmente Ethernet, mayor es la probabilidad de que tenga lugar una colisión.

 Estas colisiones excesivas son la razón principal por la cual las redes se segmentan en dominios de colisión más pequeños mediante el uso de conmutadores (switches) y puentes (Bridges). Las principales diferencias entre un switch y un bridge son las siguientes:
  • Switch. Basado principalmente en hardware (ASIC), soporta varias instancias del protocolo SpanTree, contiene un alto número de puertos (incluso muchos más de 100), y conmuta a una velocidad muy elevada.
  • Bridge. Basado principalmente en software, soporta una única instancia del protocolo SpanTree, y usualmente contiene un máximo de 16 puertos y en la actualidad ya son obsoletos debido al surgimiento de los switchs.

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