Capa de Enlace de Datos La capa de enlace de datos definida por IEEE se subdivide en 2 subcapas Control de acceso al medio (MAC 802.3) Como transmitir tramas en el cable físico. Gestiona direccionamiento físico. Control de enlace Lógico (LLC 802.2) Identificación de protocolos y encapsulación. Funciona independiente de la tecnología.
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Capa de Enlace de DatosLa capa de enlace de datos definida por IEEE se
subdivide en 2 subcapas
Control de acceso al medio (MAC 802.3)Como transmitir tramas en el cable físico.Gestiona direccionamiento físico.
Control de enlace Lógico (LLC 802.2)Identificación de protocolos y encapsulación.Funciona independiente de la tecnología.
Subcapa MAC (Medium Access Control)
En una red broadcast, la información transmitida por una estación es recibida por todas las estaciones conectadas a la red.
Cada estación examina la información y si es para ella la procesa, sino la descarta.
La clave en cualquier red de tipo broadcast es determinar ¿quién puede usar el canal?
Subcapa MACLos protocolos que determinan quién tiene
derecho a transmitir en una red broadcast pertenecen a la subcapa MAC de la capa de enlace de datos.
La subcapa MAC es de vital importancia en las redes LAN debido a que la gran mayoría utilizan canales compartidos para su comunicación.
Protocolos de acceso al canal
Existe una gran variedad de protocolos de acceso al canal, de los cuales veremos: ALOHA.
Norman Abramson y sus colegas de la Universidad de Hawaii.
Diseñado para coordinar ondas de radio terrestres.
Su ideología es aplicable a las redes computacionales.
El término Aloha es una expresión hawaiana que significa hola o hasta luego.
Aloha PuroIdea básica: que la estación que requiera
transmitir lo haga.
Colisiones.
Propiedad de retroalimentación.Una estación puede saber si hay una colisión
simplemente sensando el canal.La retroalimentación en una LAN es inmediata.
Aloha Puro
Si una trama fue destruída por una colisión, el emisor deberá esperar un tiempo aleatorio y volver a transmitir.
Sistemas de contención: Multiples usuarios. Métodos similares de
transmisión. Canal común. Generación de conflictos.
Througput: la canitdad de información que una red puede manejar en un cierto momento.
Para maximizar aloha, o sea incrementar su throughput, establecemos tramas del mismo tamaño.
Aloha Puro
Si dos tramas ocupan el mismo espacio durante el mismo período en el tiempo, se puede decir que están colisionando en el medio por lo cual ambas serán desechadas.
Usuario
A
B
C
D
E
Tiempo
Eficiencia de Aloha Puro¿Cuál es la eficiencia
de Aloha Puro en el canal?
La probabilidad que k tramas sean generadas en una ventana de tiempo se obtiene por la distribución de Poisoon donde G es la media por trama:
La probabilidad que sean cero tramas es e-
g
En un intervalo suficiente para dos tramas, la media de tramas generadas es de 2G.
Througput Aloha Puro: S=Ge-2G Max G=0.5 Eficiencia 0.184 o 18%.
!]Pr[
k
eGk
Gk
Aloha Ranurado
División del espacio de tiempo continio a intervalos discretos.
Sincronización con una estación especial que emite un pip al inicio de cada intervalo de tiempo.
Las computadoras no pueden transmitir cuando quieran, tienen que esperar cada ranura o espacio de tiempo.
La eficiencia o utilización del canal es de S=Ge-G lo cual nos da un uso del canal del 37%.
Protocolos de Acceso Múltiple
Incrementan la utilización del canal.
Monitorean el canal.
Sus acciones dependen del sensado.
Estos protocolos sensan el canal y dependiendo del estado de éste transmiten o esperan un tiempo aleatorio.
Si hay colision se abortan las transmisiones.
1-P CSMA CSMA (Carrier Sense Multiple Access)
1P: one persistent Tiene una probabilidad de 1 cuando transmite ya que encuentra
el canal libre.
Antes de mandar sensamos el canal. Si está libre se transmite. Sino se sigue escuchando hasta que se libere. Una vez liberado transmitimos sin más que esperar.
La demora de la propagación de datos tiene un efecto importante en este protocolo. Causa de colisiones. Demora cero no garantiza que no haya colisiones debido a la
ambición de las estaciones por transmitir.
N-P CSMANon Persistent CSMA.
Es un protocolo menos ambicioso que 1P. Antes de enviar se sensa el canal. Si esta libre se transmite. Si esta ocupado la estación no monitorea de manera
constante ni ambiciosa el canal.
El N-P CSMA espera un tiempo aleatorio y vuelve a reiniciar el algorimo. Evita colisiones por ambición. Introduce algo de demora por la espera aleatoria. Tiene mejor rendimiento que 1P.
P-P CSMAP-Persistent CSMA.
Se aplica a canales ranurados.Cuando una estación está lista para transmitir
sensa el canal y si está libre transmite con una probabilidad p.
Sino esta libre pospone la transmisión con una probabilidad q = 1 – p.
Si encuentra el canal ocupado hace como si fuera una colisión y espera un tiempo aleatorio
CSMA/CDCarrier Sense Multiple Access with Collision
Detection.
Desarollado Originalmente por Xerox 1976. Estándar de IEEE 802.3
Si una estación detecta una colisión, inmediatamente detiene la transmisión de una trama. Ahorro de ancho de banda. Mejor uso del canal.
Algoritmo de contención.
Modelo Conceptual de CSMA CD
Algoritmo de contenciónTiempo para determinar colisiones.
¿Cuánto tiempo tarda una estación en detectar una colisión? El tiempo que tarda una señal en propagarse al canal? Por teorema de nyquist el tiempo de sampleo de una
señal es igual o mayor a dos veces el componente de mayor frecuencia de la señal análoga.
Sea T el tiempo total de propagación en el canal.Sea E un instante antes de que la señal llegue al final del
canal.Ttotal=2T-E para el periódo de contención.
Detección de Colisión
Una detección de colisión puede tomar hasta 2T.
Resumen CSMA/CDTres posibles estados
1. Contención Período de
Contención: el intervalo de tiempo en el cual una trama es vulnerable a colisiones.
= tiempo máximo de propagación de la señal entre dos hosts.
2 = período de contención.
El período de contención es un proceso análogo. Dos señales de 0
volts pueden dar una tercera señal de cero volts y ser una colisión (requiere métodos de codificación de señal)
2. Transmisión.
3. Libre.
Comparación de Métodos
Protocolos IEEE 802Protocolos para redes de area local.
IEEE 802.1 Introducción al set de estándars.Define las primitivas de las interfaces.
IEEE 802.2 Control de Enlace Lógico (LLC).Parte superior de la capa de enlace de datos.
Manchester.Código en el cual la señal y el reloj estan combinados para
formar una señal que se sincronize automáticamente.Cada bit contiene una transición en el punto medio del
período del bit.La dirección de la transición determina si es un uno o un
cero. Manchester Diferencial.
Variación de Manchester básico.1 como bit indica ausencia de transición.0 como bit indica cambio o transición.En ambos casos se respeta la transición en el punto medio
del período del bit.
Métodos de Codificación
(a) Binary encoding, (b) Manchester encoding,
(c) Differential Manchester encoding.
Cableado IEEE 802.3
Caract.
OperacionalesEthernet 10 BASE 5 10 BASE 2 10 BASE T 10 –BROAD