1

•La capa de enlace se divide en dos subcapas:

•Las Subcapa de Acceso al Medio- MAC

•Control de Enlace Lógico- LLC

•La IEEE 802 ha desarrollado una arquitectura que incluye el

desarrollo de estas dos subcapas

Modelo de Referencia

IEEE 802

Normas

IEEE802

Puntos de

Acceso al

Servicio LLC

(LSAP)

Aplicacion

Presentacion

Sesion

Transporte

Red

Enlace de

datos

Fisico

Medio de

Transmisión

Control de Acceso

al medio -MAC

Control de Enlace

Logico -LLC

Fisico

Medio de

Transmisión

Protocolos de

las capas

superiores

- Codificación/decodificación

- Generación/eliminación de preámbulo

- Transmisión /recepción de bits

- Topología de red

- Especificación del medio de TX

- Ensamblado de datos en tramas

- Detección de errores

- Control de Acceso al Medio- MAC

- Interfaz con las capas superiores

- Control de errores y de flujo

Redes LAN

2

Redes LAN

a) 1ra. Clasificación

Centralizada

Distribuida

•Técnicas de Control de Acceso al Medio:

Ejm: CSMA/CD (IEEE 802.3),

Ethernet

Ejm: IEEE 802.5

(Token Ring, FDDI)

Asíncrona

Síncrona

Rotación Circular: IEEE 802.5, IEEE 802.4

Contención: Aloha, CSMA/CD (IEEE 802.3),

Ethernet

Reserva: IEEE 802.6 b) 2da. Clasificación

Ejm: TDM, FDM

3

Redes LAN •Técnicas de Control de Acceso al Medio Síncronas:

a) TDM

tiempo

b) FDM

4

Anillo exterior

para transmisión

de datos

Anillo de red FDDI

Redes LAN

Anillo interior usado

solo en caso de

falla

FDDI

1. Rotación Circular:

Usa redundancia para recuperarse de fallas

Los anillos operan en sentido contrario

•Técnicas de Control de Acceso al Medio Asíncronas:

5

Estación que

implementa el

ciclo cerrado

Estación que

ha fallado

Anillo de red FDDI

Cuando el hardware FDDI

detecta una falla utiliza

el segundo anillo para

derivar el tráfico y permitir

que las estaciones

se comuniquen

Redes LAN

6

Ethernet vs IEEE 802.3:

• El término Ethernet se refiere a un estándar publicado en 1982, que usa el método CSMA/CD: Acceso Múltiple con Detección de Portadora y Detección de Colisiones

Redes LAN

• Desarrollado por

Xerox Corp.

Intel Corp.

Digital Equipment Corp.

• Posteriormente, el comité 802 de la IEEE publica el estándar IEEE 802.3, similar a Ethernet que también usa el CSMA/CD

• Sin embargo, Ethernet es el que predomina en redes LAN

2. Contención:

7

Encapsulación Ethernet II (RFC 894) – Utilizada por TCP/IP

Bytes 6

Preámbulo Dir.

destino

Dir.

origen Tipo

6 2

Datos CRC

4

Inicio delimitador

de marco

7 1 0-1500

MTU= 1500 bytes

Relleno

0 - 46

Tamaño de Trama:

Mínimo : 46 (datos ó relleno) + 18 (cabecera y cola) = 64 bytes

Máximo : 1500 (datos) + 18 (cabecera +cola) = 1518 bytes

Cola Datos Cabecera

Redes LAN

8

IEEE 802.3

Redes LAN

• Versión compatible con Ethernet

• Tecnología de bus de difusión

• Control de Acceso distribuido

• Entrega del mejor esfuerzo (LLC 1)

IEEE 802.3 posee diversos esquemas de alambrado

Medio de

Transmisión

• Coaxial – 10 Base 5, 10 Base 2- Topología Bus

• Par trenzado – 10 Base T- Topología Estrella

• F.O – 10 Base F – Topología Estrella

9

• IEEE 802.3 como Ethernet emplean el CSMA/CD persistente -1

• Las estaciones detectan lo que están haciendo las demás estaciones y adaptan su comportamiento en base a ello

• CSMA/CD - con detección de colisiones: Las estaciones abortan sus transmisiones cuando detectan una colisión

• CSMA persistente -1: La estación transmite con una probabilidad de 1 cuando encuentra el canal en reposo

Redes LAN

10

1. La estación transmite si el medio esta libre.

2. Si el medio esta ocupado, la estación continua escuchando hasta que se encuentre libre el canal, en cuyo caso transmite inmediatamente.

3. Si se detecta una colisión durante la transmisión las estaciones transmiten una señal corta de alerta para asegurarse de que todas las estaciones constatan la colisión y cesan de transmitir.

4. Después de transmitir la señal de alerta se espera un intervalo de tiempo de duración aleatoria tras el cual se intenta transmitir de nuevo.

Marco Marco

Periodo de

transmisión

Periodo de

contención

t0 Ranuras de

contención

Marco

Periodo

inactivo

Marco

Tiempo

El CSMA/CD

Tiempo de ranura= 2 tiempo de propagación

Redes LAN

11 La detección de una colisión

A

El marco llega casi a B

en el momento t - ε

B

A B

A B

El colisión en el

momento t

El marco se envía

en el momento 0

A B

La ráfaga llega en

el momento 2t

Directiva de Latencia.-

Para evitar que el

transmisor no se de cuenta

de la existencia de una

colisión la señal tardara

como mínimo 51.2useg en

alcanzar su destino, es decir

02 veces el tiempo de

propagación

Redes LAN

12

• Algoritmo de Retroceso Exponencial Binario: Sirve para adaptar dinámicamente el número de estaciones que intentan transmitir:

• Con i, colisiones se escoge un número aleatorio entre 0 y 2i-1, y se salta ese número de ranuras

• Después de haber alcanzado 10 colisiones, el intervalo de aletorización se congela en 1023 ranuras

• Tras 16 colisiones se informa de un fracaso a la computadora

i = 1

2i-1 = 1

1ra. colisión

0 1 1 n 2 3

0 0 1

2da. colisión

1 n 2 3

i = 2

2i-1 = 3 0 1 2 3

2 0 3

3ra. colisión

1 n 2 3 i = 3

2i-1 = 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0

1 0 2

No hay colisiones

1 n 2 3

6

Rango a escoger

13

• Codificación Manchester: Es un mecanismo para que los receptores determinen sin ambigüedad el comienzo, la mitad y el final de cada bit.

• Facilita que el receptor se sincronice con el transmisor.

• Requiere doble BW que la codificación binaria.

1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 Corriente de bits

Codificación

binaria

Codificación

Manchester

Codificación en IEEE 802.3

Redes LAN

14

• IEEE 802.11 (CSMA/CA Acceso Múltiple con detección de portadora y prevención de colisiones)

• Se utiliza en Redes LAN Inalámbricas, donde las computadoras portátiles usan señales de radio para comunicarse.

• No se utiliza el Protocolo CSMA/CD porque cuando escucha que hay otra transmisión, sólo transmite si nadie más lo hace.

• Es ineficiente porque lo que importa es la interferencia en el receptor y no en el transmisor.

Redes LAN

15

LAN Inalámbrica

•Problema de Estación Oculta: Una estación no puede detectar a un

competidor potencial por el medio, puesto que el competidor esta

demasiado lejos.

1. Cuando A transmite a B.

2. C escucha el medio y no como

está fuera de su alcance no

escucha la transmisión de A.

3. C transmite a B.

4. Se produce una interferencia

con la información de A.

Redes LAN

B C A

Cobertura de

la señal de A

Cobertura de

la señal de C

16

LAN Inalámbrica

•Problema de Estación Expuesta: Es la situación inversa.

1. B transmite a A.

2. C escucha el medio y no podrá

transmitir a D (pensando que el

medio está ocupado).

Redes LAN

B C A

Cobertura de

la señal de B Cobertura de

la señal de C

D

17

LAN Inalámbrica

•Problema de Estación Expuesta: Es la situación inversa.

1. B transmite a A.

2. C escucha el medio y no podrá

transmitir a D (pensando que el

medio está ocupado).

Redes LAN

B C A

Cobertura de

la señal de B Cobertura de

la señal de C

D

18

• “El problema es que antes de comenzar una transmisión una

estación debe saber si hay actividad o no alrededor del

receptor”.

Solución:

• En el IEEE 802.11 (CSMA/CA) el transmisor y receptor se envían

marcos de control, antes de transmitir para prevenir colisiones:

• El transmisor A envía a B, un marco corto de 30 bytes, RTS - Solicitud

de Envío, que contiene las direcciones MAC destino, MAC origen y

anuncia la longitud de la trama a transmitir.

• El receptor B envia a A, un marco corto de 30 bytes, CTS - Libre de

Envío, con la misma información del RTS, pero aceptando la

transmisión.

• El transmisor A comienza la transmisión.

Redes LAN

19

LAN Inalámbrica

•Para el caso del Problema de Estación Oculta.

1. Cuando A transmite a B, envía

un RTS.

2. B responde con un CTS

3. C escucha el CTS de B y no

transmite.

4. Se evita la colisión.

Redes LAN

B C A

Cobertura de

la señal de A

Cobertura de

la señal de C

RTS

CTS

20

LAN Inalámbrica

•Para el caso del Problema de Estación Expuesta.

1. B solicita transmitir a A con un

RTS .

2. A responde con un CTS a B

3. C solicita transmitir a D con un

RTS .

4. D responde con un CTS a C y

comienza la transmisión.

Redes LAN

B C A

Cobertura de

la señal de B Cobertura de

la señal de C

D

RTS

CTS

RTS

CTS

21

C A B RTS

E

D

Alcance del

transmisor de A

Alcance del

transmisor de B

C A B RTS

E

D

Protocolo CSMA/CA

Pueden ocurrir colisiones Ejm.: B y C pueden enviar marcos RTS a A en el mismo tiempo.

B y C esperan un tiempo aleatorio y reenvían

Redes LAN

RTS

22

IEEE 802.6: Doble Bus de Colas Distribuidas:

• Aplicable para redes MAN- Redes de Área Metropolitana.

• Formada por dos buses paralelos unidireccionales que conectan

estaciones de trabajo.

• Cada bus tiene un head-end que genera una cadena constante de

celdas de 53 bytes.

• Las estaciones se ponen “hacen cola” para transmitir – FIFO.

• Si el destino esta a la derecha utiliza el BUS A, de lo contrario el

BUS B.

• Para enviar una celda, una estación debe hacer una reservación,

estableciendo un bit de solicitud en el bus de reserva.

Redes LAN 3. Reserva:

23

RC=0

CD=0

Head-end

RC=0

CD=0

RC=0

CD=0

RC=0

CD=0

Bus A

Bus B

A B C D

RC=0

CD=0

E

RC : Contador de solicitudes

CD: Representa posición en

la cola.

Head-end

RC=1

CD=0

RC=1

CD=0

RC=1

CD=0

RC=0

CD=0

A B C D

RC=0

CD=0

E

REQ

Paquete

RC=2

CD=0

RC=0

CD=1

RC=1

CD=0

RC=0

CD=0

A B C D

RC=0

CD=0

E

REQ

Paquete

El contador RC

copia su información

a CD y se pone en

cero cuando tiene

un paquete por

enviar

Redes LAN

D desea transmitir a E

B desea transmitir a C

24

IEEE 802.6: Doble Bus de Colas Distribuidas

RC=1

CD=0

RC=0

CD=0

RC=0

CD=0

RC=0

CD=0

A B C D

RC=0

CD=0

E

RC=0

CD=0

RC=0

CD=0

RC=0

CD=0

RC=0

CD=0

A B C D

RC=0

CD=0

E

Paquete

Nuevamente el

head-end envía una

celda vacía, B está

al frente de la cola y

transmite sus datos

El Head-end genera

una celda vacía,

cuando pasa por D

los datos son

introducidos usando

un OR lógico.

El CD y RC de las

estaciones detrás de

D disminuyen en 1

DATOS

DATOS

Redes LAN