Capa de Enlace de Datos M.C. Juan Carlos Olivares Rojas
Funciones de la capa de enlace de datos • Proveer servicios de interfaz a la capa de red • Tratamiento con errores de transmisión • Regulación del flujo de datos • Receptores lentos no sean revasados por emisores rápidos
Funciones de la capa de enlace de datos (2) Relaciones entre paquetes y tramas
Servicios provistos a la capa de red
(a) Comunicaci贸n virtual. (b) Comunicaci贸n actual.
Servicios provistos a la capa de red (2) Ubicaci贸n del protocolo de enlace de datos.
Entramado Un flujo de caracteres. (a) Sin errores. (b) Con un error.
Entramado (2)
(a) Una trama delimitada por bytes bandera. (b) Cuatro ejemplos de sequencias antes y despuĂŠs de enviar.
Entramado (3)
Relleno de bits (a) Los datos originales. (b) Los datos como aprecen en la lĂnea. (c) Los datos como son almacenados en la memoria del receptor tras eliminar el relleno.
Detención y corrección de errores • Códigos de corrección de errores • Códigos de detención de errores
C贸digos de correci贸n de errores Uso del c贸digo de hamming para corregir errores r谩faga.
Cรณdigo de detenciรณn de errores
Cรกlculo de la suma de veificaciรณn de cรณdigo polinomial.
Protocolos elementales de enlace de datos • Un protocolo simplex sin restricciones • Un protocolo simplex de parada y espera • Un protocolo simplex para canales ruidosos
Definiciones
Continua ďƒ Algunas definiciones necesarias en los protocolos que siguen. Estas definiciones se encuentran en el archivo protocol.h.
Definiciones de protocolos (continuaci贸n)
Algunas definiciones necesarias en los protocolos que siguen. Estas definiciones se encuentran en el archivo protocol.h.
Protocolo Simplex sin restricciones
Protocolo Simplex de parada y espera
Un protocolo simplex para canales ruidosos
Protocolo de confirmación de recepción positiva con retransmisión. Continua
Un protocolo simplex para canales ruidosos (continuaci贸n)
Protocolo de confirmaci贸n de recepci贸n positiva con retransmisi贸n.
Protocolo de ventana corrediza • Un protocolo de ventana corrediza de un bit • Protocolo que usa retroceso N • Protocolo que usa repetición selectiva
Protocolo de ventana corrediza de un bit
Continua ďƒ
Un protocolo de ventana corrediza de un bit (continuaci贸n)
Protocolo de ventana corrediza de un bit (2)
Protocolo usando retroceso N
Protocolo de ventana corrediza usando retroceso N
Continua ďƒ
Protocolo de ventana corredizado usando retroceso N
Continua ďƒ
Protocolo de ventana corrediza usando protocolo N
Continua ďƒ
Protocolo de ventana corrediza usando retroceso N
Protocolo de ventana corrediza usando retroceso N (2) Simulaci贸n de multiple temporizadores en software.
Un protocolo de ventana corrediza usando repeticiĂłn selectiva
Continua ďƒ
Protocolo de ventana corrediza usando repeticiĂłn selectiva (2)
Continua ďƒ
Protocolo de ventana corrediza usando repeticiĂłn selectiva (3)
Continua ďƒ
Protocolo de ventana corrediza usando repetici贸n selectiva (4)
Protocolo de ventana corrediza usando repetici贸n selectiva (5)
Modelos de mรกquinas de estados finitos
(a) Diagrama de estados para el protocolo 3. (b) Transmisiones.
Modelos de redes de Petri Red de Petri con dos sitios y dos transiciones.
Modelos de Redes de Petri (2)
Red de Petri del Protocolo 3
Ejemplos de protocolos de enlace de datos • HDLC – High-Level Data Link Control • La capa de enlace de datos en Internet
High-Level Data Link Control Formato de trama para protocolos orientados a bit.
High-Level Data Link Control (2)
Campo de control de (a) Una trama de informaci贸n. (b) Una trama supervisora. (c) Una trama sin numeraci贸n.
La capa de enlace de datos en Internet Una computadora personal actuando como un host de Internet.
PPP – Point to Point Protocol Formato de trama completa PPP para el modo de operación no numerado.
PPP – Point to Point Protocol (2)
PPP – Point to Point Protocol (3) Tipos de tramas LCP.
El problema de la asignación del canal • Asignación estática del canal en LANs y MANs • Asignación dinámica del canal en LANs and MANs
Protocolos de acceso múltiple • ALOHA • Protocolos de acceso múltiple con detección de portadora • Protocolos libres de colisión • Protocolos de contención limitada • Protocolos de acceso múltiple con división de onda • Protocolos LAN inalámbricos
ALOHA puro En el ALOHA, las tramas se transmiten en momentos completamente arbitrarios.
ALOHA puro (2) PerĂodo vulnerable para la trama sombreada.
ALOHA puro (3) Velocidad real de transporte contra trรกfico ofrecido en los sistemas ALOHA.
CSMA Persistentes y no persistentes
CSMA con detecci贸n de colisi贸n
CSMA/CD puede estar en tres estados: contenci贸n, transmisi贸n, u ociosa.
Protocolos libres de colisi贸n Protocolo b谩sico de mapa de bits.
Protocolos libres de colisiones (2) Protocolo binario descendente. El gui贸n indica silencio.
Protocolos Probabilidad de adquisici贸n para un canal de contenci贸n sim茅trica.
Protocolo de recorrido de รกrbol adaptable El รกrbol de 8 estaciones.
Protocolos de acceso m煤ltiple por divisi贸n de longitud de onda Acceso m煤ltiple por divisi贸n de longitud de onda.
Protocolos para LANs inalรกmbricas
LAN inalรกmbrica. (a) A transmitiendo. (b) B transmitiendo.
Protocolos de LANs inalámbricas (2)
Portocolo MACA. (a) Envío RTS a B. (b) B responde con un CTS a A.
Ethernet • • • • • • • • • •
Cableado Ethernet Codificación Manchester Protocolo de la subcapa MAC Ethernet Algoritmo de retroceso exponencial binario Rendimiento de ethernet Conmutación ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet IEEE 802.2: Control Lógico de enlace Retrospectiva de Ethernet
Cableado ethernet Los tipos mรกs comunes de cableados en Ethernet.
Cableado Ethernet (2) Tres tipos de cableado Ethernet. (a) 10Base5, (b) 10Base2, (c) 10Base-T.
Cableado Ethernet (3) Topologรกs de cables. (a) Lineal, (b) Dorsal, (c) ร rbol, (d) Segmentada.
Cableado Ethernet (4)
(a) Codificaci贸n binaria, (b) Codificaci贸n Manchester, (c) Codificaci贸n Manchester Diferencial.
Protocolo de subcapa MAC de Ethernet Formatos de trama. (a) DIX Ethernet, (b) IEEE 802.3.
Protocolo de subcapa MAC de Ethernet (2)
Detección de colisión puede tardar tanto como2.τ
Rendimiento de Ethernet Eficiencia de Ethernet a 10 Mbps con ranuras de tiempo de 512-bit.
Conmutaci贸n Ethernet Un ejemplo simple de conmutaci贸n Ethernet.
Fast Ethernet El cableado original de Fast Ethernet.
Gigabit Ethernet
(a) Dos estaciones Ethernet. Ethernet multiestaciones.
(b)
Gigabit Ethernet (2) Cableado Gigabit Ethernet.
IEEE 802.2: Logical Link Control
(a) Posici贸n de LLC. (b) Formatos del protocolo.
LANs inalámbricas • • • • •
La pila de protocolos 802.11 La capa física del 802.11 El protocolo de subcapa MAC 802.11 La estructura de la trama 802.11 Servicios
La pila de protocolos 802.11
El protocolo de la subcapa MAC 802.11
(a) El problema de la estaci贸n oculta. (b) El problema de la estaci贸n expuesta.
Protcolo de la subcapa MAC 802.11 (2) El uso de la detecci贸n del canal virtual utilizando CSMA/CA.
Protcolo de la subcapa MAC 802.11 (3) Rรกfaga de trama.
Protocolo de la subcapa MAC 802.11 (4) Espaciado entre tramas en 802.11.
Estructura de la trama 802.11 The 802.11 data frame.
Servicios 802.11 Distribución de servicios • • • • •
Asociación Desasociación Reasociación Distribución Integración
Servicios 802.11 Servicios intracélulas • • • •
Autenticación Desautenticación Privacidad Entrega de datos
La pila de protocolos 802.16 La pila de protocolos 802.16.
La capa f铆sica 802.16
El ambiente de transmisi贸n 802.16.
La capa f铆sica 802.16 (2) Tramas y ranuras de tiempo para duplexaci贸n de tiempo.
The 802.16 MAC Sublayer Protocol Clases de servicio • Servicio de tasa de bits constante • Servicio de tasa de bits variable en tiempo real • Servicio de bits variable no en tiempo real • Servicio de mejor esfuerzo
Estructura de trama 802.16 (a) Trama gen茅rica. (b) Trama de petici贸n de ancho de banda.
Arquitectura Bluetooth Dos piconets pueden ser conectadas para formar una scatternet.
Aplicaciones Bluetooth Perfiles Bluetooth.
Pila de protocolos Bluetooth Arquitectura del protocolo Bluetooth versi贸n 802.15.
Estructura de la trama Bluetooth Trama de datos tĂpica de Bluetooth.
Conmutación de la capa de enlace de datos • • • • •
Puentes de 802.x a 802.y Interconexión de redes locales Puentes de expansión del árbol Puentes remotos Repetidores, concentradores, conmutadores, encaminadores, pasarelas • Virtual LANs
puentes,
Conmutaci贸n de la capa de enlace de datos Multiple LANs connectadas por una dorsal para manejar la gran carga total.
Puentes 802.x a 802.y Operaci贸n de un puente LAN desde 802.11 a 802.3.
Puentes 802.x a 802.y (2) Los formatos de tramas IEEE 802. La figura no estรก en escala.
Interconexi贸n local Configuraci贸n de 4 LANs y 2 puentes.
Puentes de 谩rbol de expansi贸n Dos puentes paralelos transparentes.
Puentes de árbol de expansión (2)
(a) LANs interconectadas. (b) Árbol de expansión cubriendo las LANs. Las líneas punteadas no son parte del árbol de expansión.
Puentes remotos Los puentes remotos pueden ser usado para interconectar LANs distintas.
Repetidores, concentradores, puentes, conmutadores, encaminadores y pasarelas
(a) QuĂŠ dispositivos y en quĂŠ capas. (b) Tramas, paquetes, y cabeceras.
Repetidores, concetradores, puentes, conmutadores, encaminadores y pasarelas (2) (a) A hub. (b) A bridge. (c) a switch.
Virtual LANs Edificio con cableado centralizado usando hubs y un switch.
Virtual LANs (2)
(a) 4 LANs físicas organizdas en dos VLANs, gris and blanca, por dos puentes. (b) Las mismas 15 máquinas organizadas en dos VLANs por medio de switches.
Estándar IEEE 802.1Q Transición para Ethernet legado a Ethernet con soporte a VLAN. Los símbolos sombreados representan soporte para VLAN.
El estรกndar 802.1Q (2) Formatos de tramas Ethernet 802.3 (legado) y 802.1Q.
MĂŠtodos de asignaciĂłn de canal y sistemas para canal comĂşn.
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