Capa de Enlace de datos Profesor Daniel Díaz A. Propiedad intelectual de Daniel 2016 Profesor Daniel.

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1 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 Profesor Daniel Díaz Ataucuri ddiaz1610@gmail.com http://www.danieldiaza.com  Catedrático Titular a Tiempo Parcial FIEE-UNI / UNMSM  Director de Investigación y Desarrollo Tecnológico del INICTEL-UNI Lima, Enero-Diciembre de 2016 Introducción Técnicas de detección de errores Modelo de Protocolo IEEE Tecnología Ethernet Direcciones físicas Protocolo ARP CAPA DE ENLACE DE DATOS

2 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 INTRODUCCIÓN

3 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 Decide enviar a la puerta de enlace Fa,Fb Decide enviar al router R2 Fc,Fd Dirección IP de origen IP1 Dirección IP de destino IP2 propaga horizontal Internet Enlace de datos Aplicación Transporte Internet Enlace de datos Router Aplicación FaFb R1 R2 IP2 Fc Fd Tabla de enrutamiento Red de IP2 …ir primero a R2 Define trayectoria

4 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 Enmarcado (Framing) ►Casi todos los protocolos de la capa de enlace encapsula cada uno de los datagramas de la capa de Red. Acceso de enlace ►Un protocolo MAC especifica las reglas para que una trama sea transmitido en el enlace. Varía según el canal: punto-a-punto o broadcast Envío confiable ►Según sea el medio, puede ser necesario que la capa de enlace ofrezca una garantía en el envío de la trama entre los extremos de un enlace.

5 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 Control de flujo ►Evita que el nodo receptor pueda saturar sus buffers y se origine pérdidas de trama. Detección de error ►Varios protocolos de la capa de enlace suministra mecanismos para detectar la presencia de uno o más errores. Corregir error ►Algunos protocolos de la capa de red sólo corrigen errores en la cabecera del protocolo (ej. ATM) Half duplex y Full duplex Son similares a la capa de transporte. Capa de transporte E2E y Capa de enlace entre dos nodos conectado en un enlace

6 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 Trama Protocolo de la capa de enlace 0000 0010 1000 1010 1000 1101 0101 0111 1111 0000 1000 0000 0000 0100 0101 0000 0000 1001 0011.... Información enviada a través del adaptador NIC,por ejemplo: 0 2 8 a 8 d 5 7 f 0 8 0 0 4 5 0 0 9 3 Para un mejor análisis: Cabecera de la TramaDatos de la Trama Cabecera de la Capa superior Datos de la cabecera de la Capa superior Campo 1Campo 2Campo 3 Campo 4 Campo n......... a bitsb bitsc bitsd bitsj bits..

7 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 La tarjeta de interfaz de red de la PC tiene una dirección que lo identifica: física La tarjeta de interfaz de red del router tiene una dirección que lo identifica: física Cabecera de la trama Datos de la Trama Debe contener las direcciones físicas del origen y destino Chequeo de trama

8 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 MÉTODO DE TRANSMISIÓN

9 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 Unicast: ► Envío de flujo de datos separados para cada uno de los hosts requeridos: un flujo por cada usuario. ► Se inunda a la red con tráfico. Multicast: 1Mbps 3Mbps ► La red transporta un mensaje a varios receptores en el mismo tiempo: transmisión compartida en la red. ► Los datos son enviados a un grupo específico.

10 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 ► Similar a Multicast, con la diferencia de que se envía el dato a TODOS los hosts, deseen o no el tráfico. ► A través del broadcast, un host puede anunciar su presencia continua en la red. (*) Referencia: “how a switch works” Capítulo 6. Broadcast: Servidor Host Router TODOS los usuario Un solo flujo

11 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 TECNICAS DE DETECCIÓN DE ERRORES

12 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 Datos E E = f (datos) información a transmitir Transmisor DatosE Receptor E´ = f (datos) E=E´ SI NO Error Correcto Todo proceso de detección se basa en lo siguiente:

13 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 Mensaje de D de d bits Mensaje D de d bits a ser transmitido: Mensaje de D de d bits Al mensaje D se debe adicionar un (01) bit de paridad P P d+1 bits El valor del bit P dependerá de: ► Paridad par: El número total de unos (1s) en los d+1 bits es par. ► Paridad impar: El número total de unos (1s) en los d+1 bits es impar.

14 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 Mensaje D de d bits a ser transmitido son divididos en i filas y j columnas: d 1,1 d 1,2 d 1,j d 2,1 d 2,2 d 2,j d i,1 d i,2 d i,j... Paridad de filas Paridad de columnas d i+1,1 d i+1,2 d i+1,j d 1,j+1 d 2,j+1 d i,j+1... 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 010010 Paridad Par  No hay error 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 010010 Paridad Par  Si hay error bit errado

15 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 ► Se considera un mensaje de D con d bits desplazado r bits. ► El transmisor genera una secuencia R de r bits. Esta secuencia es denominada Secuencia de Comprobación de Trama o FCS ► Se forma una nueva trama de d + r bits que sea divisible por un número predeterminado G de r + 1 bits. ► Esta trama al ser recibida y dividida en el receptor por el mismo número G debe dar residuo cero. CRC es uno de los códigos más usados para detectar errores. El algoritmo se basa en lo siguiente:

16 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 Mensaje de D de d bits Se considera un mensaje D con d bits: Se desplaza el mensaje D hacia la izquierda r bits: r bits en cero Mensaje de D de d bits Se selecciona r bits adicionales denominado R: R con r bits D D.2 r R El transmisor envía el siguiente mensaje: Mensaje de D de d bits R con r bits d+r bits D.2 r R

17 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 ► Suma es equivalente a OR-Exclusivo. 0 + 0 0 + 1 1 + 0 1 1 + 1 0 ► Resta es equivalente a OR-Exclusivo. 0 - 0 0 - 1 1 - 0 1 1 - 1 0 Algún detalle previo....Aritmética Módulo 2 sin carry no borrow xy 01100110 xy 00110011 01010101 x y = x + y

18 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 D.2 r R El transmisor envía la siguiente información Se debe encontrar un Generador G con r+1 bits, tal que: D.2 r R = nG Divisor de r+1 bits Cociente (no usado en el algoritmo) Encontrando el parámetro R: Or-exclusivo en ambos lados: (D.2 r R) R = nG R Por propiedad: (x y) y = x D.2 r = nG RD.2 r = nG + R R es el residuo de dividir con G D.2 r

19 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 Mensaje D de d bits 2 r Cociente (no usado) Residuo R de r bits Residuo R de r bits FCS Número predeterminado de r+1 bits Número predeterminado de r+1 bits Polinomio estandarizado TRAMA A TRANSMITIR TRAMA A TRANSMITIR Residuo R de r bits Residuo R de r bits Mensaje D desplazado r bits a la izquierda Mensaje D. (2 ) : Desplazado a la izquierda r bits Mensaje D. (2 ) : Desplazado a la izquierda r bits r 000....000

20 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 El mensaje D=11100110 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 Generador G=11001. (r=4) 1 0 1 1 0 1 1 0 Obtener la trama enviada a la red 1 1 0 0 0 0 0 Resp) Trama a transmitir: 11100110 0110 http://www.ee.unb.ca/cgi-bin/tervo/math.pl http://www.macs.hw.ac.uk/~pjbk/nets/crc/

21 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 ► CRC-16 =x + x + x + 1. 16152 ► CRC-16 =x + x + x + 1. 16125 ► CRC-32 =x + x + x + x + x + x + x + x + x + x + x + x + x + x + 1. 32262322161211 1087542 ► P(X) = x + x + x + x + 1 = 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 9732 Utilizado por Ethernet http://www.erg.abdn.ac.uk/users/gorry/course/dl-pages/crc.html Los polinomios se representan como: Tres polinomios usados y estandarizados son:

22 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 0111 transición 00 No hay transición 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 Manchester diferencial ManchesterManchester diferencial NOTA: El criterio de la codificación Manchester puede ser el opuesto (ver ej.)

23 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 TRAMA IEEE 802.3

24 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 IEEE Std 802.3-1985 Preámbulo Dest. Addr. Source Addr. LLC DataPADFCS 0 6 2 ó 6 2 ó 6 0 3 1 0 1 1010101010101011 Preámbulo.- Sincroniza el receptor con el transmisor. SFD.- Start Frame Delimiter, inicio de trama. FCS.- Un Cyclic Redundancy Check (CRC) es usado como algoritmo.

25 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 TECNOLOGÍA ETHERNET Diseñado: por Robert Metcalfe Estándar IEEE libre en: http://standards.ieee.org/getieee802/

26 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 ►Digital Equipment Corp. ►Intel Corp. ►Xerox Corp. ►Por ejemplo IEEE 802.3 que también usa el método CSMA/CD (CSMA/CD persistente-1). Ethernet se refiere a un estándar de 1982 y usa el método CSMA/CD: Acceso Múltiple con Detección de Portadora y Detección de Colisiones: Años después, el comité 802 de la IEEE publica un estándar algo diferente: Ethernet es el que predomina en redes LAN

27 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 Ethernet utiliza señalización banda base. ►Usa la totalidad del ancho de banda del medio de Tx. ►No hay modulación en el medio (banda ancha) La subcapa superior de Ethernet, MAC MAC, tiene dos responsabilidades: ►Encapsulación de datos.- Delimita la trama Direccionamiento Detección de errores ►Control de Acceso al Medio Controla la colocación de la trama en el medio Se aplica un algoritmo para detectar colisiones en el medio

28 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 Admiten diferentes medios, anchos de banda, etc. Hoy en día, con GigaEthernet, esta tecnología se usa es full-duplex no sólo en redes LAN sino WAN: es full-duplex La estructura de la trama, cabecera y CRC, no han cambiando Los medios físicos, acceso al medio y control al medio han cambiado SOBRE LA EVOLUCIÓN DE ETHERNET Ethernet (inicio de los 80), FastEthernet (en 1995), GigaEthernet (IEEE802.3z) 10 GigaEthernet (1998/1999).

29 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 El campo FCS (Secuencia de Verificación de Trama) utiliza una comprobación cíclica redundante (CRC) para detectar errores Preámbulo para sincronizar el origen con el destino. ► El octavo byte están en 10101011. ► Los primeros 07 bytes están en 10101010. Para 10 Mbps Ethernet es COMUNICACIÓN ASÍNCRONA, porque necesita preámbulo preámbulo Para 100Mbps o mayor es COMUNICACIÓN SÍNCRONA y no es necesario el preámbulo, pero por razones de compatibilidad se mantiene el preámbulo. Preámbulo 8 bytes Capa física Dirección MAC de destino Dirección MAC de origen TipoDatos 6 bytes 6 bytes 2bytes 46 a 1500 bytes 4bytes FCS Trama Campo Tipo toma un valor según el protocolo de la capa superior.

30 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 0101 ~ 01FF  Experimental 0800  IPv4 0806  ARP 8035  RARP 86DD  IPv6 880B  PPP 8847  MPLS Unicast 8848  MPLS Multicast Más información en: http://www.iana.org/assignments/ethernet-numbers Para valores igual o mayor que 0x0600 o 1536 decimal, el contenido del campo Datos se decodifica según el protocolo TipoEthernet indicado el campo TIPO. 0x05DC IEEE 802.3 Si el campo TIPO es 0x05DC o 1500 decimal, este campo (denominado Longitud) se utilizará para indicar el uso del formato de trama de IEEE 802.3.

31 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 DIRECCIONES FÍSICAS

32 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 En una red Ethernet la dirección física o MAC es de 48 bits. 1 2 3 4 5 6 Identifica al Fabricante OUI: Organizational Unique Identifier Identifica a la Interfaz Dirección estandarizada por la IEEE. http://standards.ieee.org/regauth/oui/oui.txt 06 bytes = 48 bits

33 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 1 2 3 4 5 6 I/GU/L Direcciones con U/L=0, son asignadas por la IEEE. Direcciones con U/L=1, son asignadas por el administrador de red. Existen 2 46 Direcc. globales Bit menos significativo (primero Tx) Bit más Significativo (último Tx) I/G.- Bit designa el tipo de dirección. ►I/G=0, Dirección tipo individual. ►I/G=1, Dirección tipo grupal (varios host con 1 direc) U/L.- Bit designa la administración de la dirección. ►U/L=0, Dirección administrado universalmente(global). ►U/L=1, Dirección administrado localmente (en LAN).

34 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 ipconfig /all.

35 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 Dirección física Ethernet 48 bits Dirección IP 32 bits Característica básica de la dirección IPv4. Característica básica de la dirección física (MAC) en Ethernet. Trama en Ethernet. Dirección MAC de destino Dirección MAC de origen TipoDatos 6 bytes 6 bytes 2bytes 46 a 1500 bytes 4 bytes Aquí están las direcciones lógicas o IP FCS

36 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 Dirección Física o MAC unicast 1 2 3 4 5 6 ►Cuando se envía una trama desde un dispositivo de transmisión único hacia un dispositivo de destino único. Dirección Física o MAC broadcast FF FF FF 1 2 3 4 5 6 ►Para la dirección IP.- La porción de ID de host en “UNOS”

37 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 Dirección Física o MAC multicast 01 00 5E 1 2 3 4 5 6 un grupo ►Un dispositivo de origen envía una trama a un grupo de dispositivos destinos: los primeros bytes son 01 00 5E ►Los 23 bits menos significativos de la dirección física correspon- den a los 23 bits menos significativos de la dirección IP multicast. ►Por ejemplo: Enviar a la dirección IP multicast 224.0.0.10, le corresponde como dirección física de destino 01 00 5E 00 00 0A Los 23 bits menos significativos corresponden a los 23 bits inferiores de la dirección IP multicast (el bit restante en 0) http://www.cisco.com/en/US/docs/app_ntwk_services/waas/acns/v51/configuration/central/guide/51ipmul.html Rango IP multicast 224.0.0.0 a 239.255.255.255

38 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 IP a MAC a IP b MAC b IP c MAC c IP d MAC d Fa1Fa2 Fa3 Fa4 Fa6 MAC b ­­­­  Fa2 MAC a ­­­­  Fa1 MAC d ­­­­  Fa4 MAC c ­­­­  Fa3 MAC b Dispositivo de capa 2. Disminuye el dominio de colisiones y es hoy día ampliamente utilizado en el diseño de redes. ► Si la MAC de destino está en FF FF FF FF FF FF, el switch envía a trama a todos sus interfaces:broadcast Switches simétrico, todas las interfaces tiene la misma velocidad Switches asimétrico, sus interfaces tienen diferentes velocidades: 10, 100, 1000 Mbps

39 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 Ventaja del switch. Reducción de trafico en la red; se filtra la información en función de la dirección MAC de destino. ► Establecimiento de varios canales de datos simultáneamente entre distintos equipos. ► Conmutadores de almacenamiento y re-envío (store-and-forward) Se almacena la trama completa y se verifica que no exista errores. ► Si no hay errores, se analiza la dirección MAC de destino para ser enviado al puerto respectivo ► Conmutadores de truncamiento (cut-through) Se interpreta solo los primeros bytes de la trama para analizar la Dirección MAC de destino y enviar a la salida correspondiente. ► Menor retardo Switches asimétricos Switches asimétricos, almacenan y re-envían la trama a la interfaz con la velocidad adecuada.

40 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 Pueden ser de tres tipos. Modo full-duplex (una vía para Tx y otra para Rx) ► Modo half-duplex (implementa CSMA/CD) ► Modo auto negociado de duplex ► Configuración de auto negociar la velocidad Negocia la velocidad con el dispositivo conectado. ► Configuración de auto negociar el modo duplex Negocia el modo duplex con el dispositivo conectado. ► Configuración de habilitar el auto-MDIX Habilita la detección del tipo de cable necesario. ► http://www.cisco.com/c/en/us/td/docs/switches/lan/catalyst2960x/software/15- 0_2_EX/int_hw_components/configuration_guide/b_int_152ex_2960-x_cg/b_int_152ex_2960-x_cg_chapter_011.html Switch(config)# interface gigabitethernet1/0/1 Switch(config-if)# speed auto Switch(config-if)# duplex auto Switch(config-if)# mdix auto Switch(config-if)# exit habilitar la característica automática de conexión cruzada de interfaz dependiente del medio

41 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 Trama Dispositivo de capa 1. repetidores multipuertos Los HUB, también denominados repetidores multipuertos, retransmiten la señal de datos recibida a todos los puertos (excepto Aumenta el dominio de colisiones al puerto donde llegó el dato). Aumenta el dominio de colisiones ► Trama DOMINIO DE COLISIONES

42 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 La PC 200.1.2.2 envía datos a la PC 200.1.2.4 ► PC 200.1.2.2 debe conocer la MAC de la PC 200.1.2.4 01 45 ea f0 48 9100 02 45 7f c3 abTipo Dato de la trama: IP dest 200.1.2.4 00 02 45 7f c3 ab02 f2 76 8c 3e 1f01 45 ea f0 48 91 00 ac 9b 64 81 2c 200.1.2.2200.1.2.3200.1.2.4 200.1.2.1 00 02 45 7f c3 ab02 f2 76 8c 3e 1f01 45 ea f0 48 91 00 ac 9b 64 81 2c 200.1.2.2200.1.2.3200.1.2.4 200.1.2.1 Bus lógico Multiacceso

43 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 ARP → Address Resolution Protocol Protocolo de Asociación de Direcciones ARP → Address Resolution Protocol Protocolo de Asociación de Direcciones Se debe transformar las direcciones de alto nivel (IP) a direcciones físicas (MAC): Para definir las tablas, es necesario un protocolo que los crea y/o actualice. Se puede definir tablas que contengan: (las direcciones IP, Direcciones Físicas) ► Codificar una dirección física dentro de una dirección de alto nivel (IP) ►

44 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 PROTOCOLO ARP

45 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 IPaIPxIPbIPy Dirección física Fa Dirección física Fx Dirección física Fb Dirección física Fy Deseo dirección física de IPb. Pero envío mi IPa y Fa Envío de dirección física Fb y dire- cción internet IPb Almacenar (IPb,Fb) Directo

46 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 Dato a IPb Conozco la dirección IP de la puerta de enlace 1 ARP 3 BROADCAST Envío mi dirección MAC 4 ARP 5 IPd  Fd 6 IPaIPb FaFdFbFcFe AB IPd Si no conozco la MAC de IPd, uso ARP 2

47 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 Dato a IPb Deseo conocer la dirección física de IPb 1 ARP 2 BROADCAST Host B no puede contestar. Está en otra red 3 IPaIPb FaFdFbFcFe AB Asumo su representación 4 Ofrezco mi dirección MAC 5 PROXY ARP 6 IPb  Fd 7

48 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 HARDWARE TYPE : Tipo de interfaz de hardware. Valor de 1 para Ethernet. PROTOCOL TYPE : Indica el protocolo de alto nivel. Valor de 0800 para IP. HLEN : Indica la longitud de la dirección hardware. Para Ethernet, es de 06 bytes (48 bits). PLEN : Indica la longitud de la dirección Internet (IP). Para IP, es de 04 bytes (32 bits). OPERATION : Especifica la operación del protocolo ARP. 1 Solicitud ARP 3 Solicitud RARP 2 Respuesta ARP 4 Respuesta RARP SENDER HARDWARE: Contiene la dirección hardware del transmisor y ocupa 06 bytes para Ethernet (48 bits). SENDER IP: Contiene la dirección Internet IP del transmisor y ocupa 04 bytes para IP (32 bits). TARGET IP (Direcc. IP del receptor.) TARGET HARDWARE TARGET HARDWARE (Direcc. Hw. del receptor) TARGET HARDWARE TARGET HARDWARE (Direcc. Hw. del receptor) SENDER HARDWARE (Direcc. Hw. del transmisor) SENDER HARDWARE SENDER HARDWARE (Direcc. Hw. del transmisor) SENDER HARDWARE OPERATION HARDWARE TYPE HLEN (LongHw) PLEN (LongProt) PROTOCOL TYPE SENDER IP (Direcc. IP del trans) SENDER IP (Direcc. IP del trans.) 28 bytes 0 15 16 31

49 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 Trama Ethernet Direcc. destino Direcc. origen Tipo 0806 Datos 6 6 2 Mínimo 46 bytes TARGET IP (Direcc. IP del receptor.) TARGET HARDWARE TARGET HARDWARE (Direcc. Hw. del receptor) TARGET HARDWARE TARGET HARDWARE (Direcc. Hw. del receptor) SENDER HARDWARE (Direcc. Hw. del transmisor) SENDER HARDWARE SENDER HARDWARE (Direcc. Hw. del transmisor) SENDER HARDWARE OPERATION HARDWARE TYPE HLEN (LongHw) PLEN (LongProt) PROTOCOL TYPE SENDER IP (Direcc. IP del trans) SENDER IP (Direcc. IP del trans.) 28 bytes 0 15 16 31 18 bytes de relleno 28 bytes del protocolo ARP

50 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 C:\>arp Muestra y modifica las tablas de conversión de direcciones IP en direcciones físicas que utiliza el protocolo de resolución de direcciones (ARP). ARP -s inet_addr eth_addr [if_addr] ARP -d inet_addr [if_addr] ARP -a [inet_addr] [-N if_addr] -a Pide los datos de protocolo actuales y muestra las entradas ARP actuales. Si se especifica inet_addr, sólo se muestran las direcciones IP y física del equipo especificado. Si existe más de una interfaz de red que utilice ARP, se muestran las entradas de cada tabla ARP. -g Igual que -a. inet_addr Especifica una dirección de Internet. -N if_addr Muestra las entradas ARP para la interfaz de red especificada por if_addr. -d Elimina el host especificado por inet_addr. inet_addr puede incluir el carácter comodín * (asterisco) para eliminar todos los hosts. -s Agrega el host y asocia la dirección de Internet inet_addr con la dirección física eth_addr. La dirección física se indica como 6 bytes en formato hexadecimal, separados por guiones. La entrada es permanente. eth_addr Especifica una dirección física. if_addr Si está presente, especifica la dirección de Internet de la interfaz para la que se debe modificar la tabla de conversión de direcciones. Si no está presente, se utilizará la primera interfaz aplicable. Ejemplo: > arp -s 157.55.85.212 00-aa-00-62-c6-09.... Agrega una entrada estática > arp -a.... Muestra la tabla arp.

51 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 Servidor RARP Contiene todas las direcciones IP Mi dirección física es Fa, deseo saber mi dirección IP Fa Por difusión Utiliza el mismo formato que ARP Directamente

52 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 PROTOCOLO DE ACCESO MÚLTIPLE

53 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 ►Punto-a-punto.- Un simple transmisor y un simple receptor están conectados en el extremo del enlace. Se debe considerar confiabilidad en el envío, control de flujo, detección de errores, etc. Ejemplos de protocolos: Point-to-Point Protocol (PPP) y High Level Data Link Control (HLDC). Existen dos tipos de enlaces de red: ►Broadcast.- Varios transmisores y receptores están conectados a un mismo canal broadcast. Se necesita un protocolo de control de acceso al medio común. LAN Ethernet e inalámbricos son ejemplos de tecnología de Capa de Enlace tipo broadcast

54 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 Medio alámbrico compartidoMedio inalámbrico compartido Satélite Multiplexación y Control de acceso al medio.

55 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection Reglas que determina como reaccionan los dispositivos de una red cuando dos dispositivos tratan de usar simultáneamente un canal de datos. CSMA/CD habilita a los dispositivos a detectar una colisión ►Acceso aleatorio.- no existe un tiempo preestablecido para la transmisión de las estaciones. ►Competición.- las estaciones compiten por el medio. CSMA/CD es un protocolo de acceso aleatorio y de competición.

56 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection La NIC del transmisor “escucha” para determinar si hay o no portadora en el cable (ocupado/vacío). Si el medio está ocupado (existe portadora), el transmisor continua “escuchando” hasta que el medio esté libre. Si se detecta colisión, el transmisor envía señal de interferencia y asegura que las otras estaciones detecten la colisión y cese envío. Después de enviar la señal de interferencia, esperar un tiempo aleatorio para enviar trama

57 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 ►Después de la primera colisión, cada estación espera 0 ó 1 tiempo de ranura antes de enviar una nueva trama. ►Después de la segunda colisión, cada estación espera 0, 1, 2 ó 3 tiempo de ranura antes de enviar una nueva trama. Tras i colisiones, se selecciona un número entre 0 a 2 i -1 y se salta este número de ranuras. SOLO hasta i=10 (10 colisiones) Para 11 hasta 16 colisiones i permanece constante en 10. Más de 16 colisiones, se aborta la transmisión de la trama. RETRANSMISION BACK-OFF Define el proceso de aleatorización cuando se produce una colisión. Se define un tiempo de ranura de 51.2 μseg.

58 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection Espacio entre trama que permite al receptor asentarse. Información de CISCO

59 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 Tenkasi V. Ramabadran, Sunil S. Gaitonde, IEEE 1988 A Tutorial on CRC Computations http://www.asicfpga.com/site_upgrade/asicfpga/pds/communication_pds_files/00007773.pdf http://www.tapr.org/pub_ax25.html AX.25 Link-Layer Protocol Specification Capítulos 1 y 2 TCP/IP Illustrated, Volumen 1. Richard Stevens

60 Capa de Enlace de datos ddiaz1610@gmail.com Profesor Daniel Díaz A. http://www.danieldiaza.com Propiedad intelectual de Daniel Díaz @ 2016 Palacio de Versalles-Francia, Enero de 2013