Ethernet y dominio de colision
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Este documento describe los tres tipos principales de direccionamiento en Ethernet: unicast, multicast y broadcast. También explica los conceptos clave de detección de portadora, detección de colisiones y dominios de colisiones que permiten el acceso compartido al medio en Ethernet. Finalmente, introduce los hubs y cómo expanden el tamaño de los dominios de colisiones en una red.
Ethernet y dominio de colision
- 1. Ethernet unicast , multicast y broadcast
- 2. Unicast Un paquete con una dirección de destino unicast está dirigido a un host específico. Para que un paquete unicast sea enviado y recibido, la dirección IP de destino debe estar incluida en el encabezado del paquete IP. En el encabezado de la trama de Ethernet también debe estar presente la dirección MAC de destino correspondiente. Las direcciones IP y MAC se combinan para la entrega de datos a un host de destino específico.
- 4. Broadcast Para broadcast, el paquete contiene una dirección IP de destino con todos unos (1) en la porción de host. Esto significa que todos los hosts de esa red local (dominio de broadcast) recibirán y verán el paquete. Muchos protocolos de red, como ARP y DHCP utilizan broadcasts.
- 6. Multicast Las direcciones multicast permiten a un dispositivo de origen enviar un paquete a un grupo de dispositivos. A los dispositivos que participan de un grupo multicast se les asigna una dirección IP de grupo multicast. El rango de direcciones multicast va de 224.0.0.0 a 239.255.255.255. Debido a que las direcciones multicast representan un grupo de direcciones (a menudo denominado grupo de hosts), sólo pueden ser utilizadas como destino de un paquete. El origen siempre será una dirección unicast.
- 8. CONTROL DE ACCESO AL MEDIO En un entorno de medios compartidos, todos los dispositivos tienen acceso garantizado al medio, pero no tienen ninguna prioridad en dicho medio. Las colisiones representan el precio que debe pagar la Ethernet para obtener el bajo gasto relacionado con cada transmisión. La Ethernet utiliza el acceso múltiple por detección de portadora y detección de colisiones (CSMA/CD) para detectar y manejar colisiones y para administrar la reanudación de las comunicaciones.
- 9. CSMA Ethernet envían sus mensajes en el mismo medio, se utiliza un esquema de coordinación distribuida (CSMA) para detectar la actividad eléctrica en el cable. Un dispositivo puede determinar cuándo puede transmitir. Cuando un dispositivo detecta que ninguna otra computadora está enviando una trama o una señal portadora, el dispositivo transmitirá en caso de que tenga algo para enviar.
- 11. CSMA/CD: El proceso Detección de portadora: En el método de acceso CSMA/CD, todos los dispositivos de red que tienen mensajes para enviar deben escuchar antes de transmitir. Si un dispositivo detecta una señal de otro dispositivo, esperará durante un período especificado antes de intentar transmitir. Cuando no se detecte tráfico, un dispositivo transmitirá su mensaje. Una vez que se envía el mensaje, el dispositivo regresa a su modo de escucha predeterminado.
- 12. Multiacceso Si un segundo dispositivo no detecta las señales, el segundo dispositivo puede comenzar también a transmitir. Los medios tienen entonces dos dispositivos que transmiten sus señales al mismo tiempo. Sus mensajes se propagarán por todos los medios hasta que se encuentren. En ese punto, las señales se mezclan y el mensaje se destruye. Si bien los mensajes se corrompen, la mezcla de señales restantes continúa propagándose a través de los medios.
- 13. Detección de colisiones Cuando un dispositivo está en modo de escucha, puede detectar una colisión en el medio compartido. La detección de una colisión es posible porque todos los dispositivos pueden detectar un aumento de la amplitud de la señal por encima del nivel normal. Una vez que se produce una colisión, los demás dispositivos que se encuentren en modo de escucha detectarán el aumento de la amplitud de la señal. Una vez detectada la colisión, todos los dispositivos transmisores continuarán transmitiendo para garantizar que todos los dispositivos de la red detecten la colisión
- 14. Señal de congestión y postergación aleatoria Cuando los dispositivos de transmisión detectan la colisión, envían una señal de congestión. Esta señal interferente se utiliza para notificar a los demás dispositivos sobre una colisión, de manera que éstos invocarán un algoritmo de postergación. Este algoritmo de postergación hace que todos los dispositivos dejen de transmitir durante un período aleatorio, lo que permite que las señales de colisión disminuyan.
- 15. Señal de congestión y postergación aleatoria Una vez que finaliza el retraso asignado a un dispositivo, dicho dispositivo regresa al modo "escuchar antes de transmitir". El período de postergación aleatoria garantiza que los dispositivos involucrados en la colisión no intenten enviar su tráfico nuevamente al mismo tiempo, lo que provocaría que se repita todo el proceso. Tercer dispositivo puede transmitir antes de que cualquiera de los dos dispositivos involucrados en la colisión original tenga la oportunidad de volver a transmitir.
- 25. Hubs y dominios de colisiones Debido al rápido crecimiento de la Internet: Se conectan más dispositivos a la red. Los dispositivos acceden a los medios de la red con una mayor frecuencia. Aumentan las distancias entre los dispositivos.
- 26. HUB Los hubs fueron creados como dispositivos de red intermediarios que permiten a una mayor cantidad de nodos conectarse a los medios compartidos. Retransmiten las señales de datos recibidas a todos los dispositivos conectados, excepto a aquél desde el cual se reciben las señales. Los hubs no desempeñan funciones de red tales como dirigir los datos según las direcciones.
- 27. HUB Debido a que los hubs operan en la capa física, ocupándose únicamente de las señales en los medios, pueden producirse colisiones entre los dispositivos que conectan y dentro de los mismos hubs. La utilización de hubs para proporcionar acceso a la red a una mayor cantidad de usuarios reduce el rendimiento para cada usuario.
- 28. Dominio de colisiones Los dispositivos conectados que tienen acceso a medios comunes a través de un hub o una serie de hubs conectados directamente conforman lo que se denomina dominio de colisiones. Un dominio de colisiones también se denomina segmento de red. Por lo tanto, los hubs y repetidores tienen el efecto de aumentar el tamaño del dominio de colisiones.