Protocolo CSMA/CD de acceso a un medio compartido

Cando varios equipos comparten un medio físico de transmisión hai que establecer unha orde ou prioridade de envío para evitar colisións (unha colisión é a presencia de máis dun sinal, con contidos e emisores diferentes, nun medio de transmisión compartido, que provoca unha interferencia entre as sinais facéndoas inintelixibles).

Un xeito de evita-las colisións é o emprego do protocolo CSMA/CD, moi extendido en redes Ethernet. Este protocolo detecta as colisións e fai o posible por correxilas no menor tempo posible para voltar a unha transmisión limpa e libre de erros.

As siglas CSMA/CD veñen do inglés Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection, que traducido viría sendo Acceso Múltiple con Escoita de Portadora e Detección de Erros.

Vou tentar explica-lo seu funcionamento co diagrama de fluxo seguinte:

Fontes consultadas:

• wikipedia

Formato Trama Ethernet

Empregando o programa Packet Tracer de Cisco imos comprobar que información se inclúe nunha trama de datos no formato Ethernet (que se diferencia lixeiramente do IEEE 802.3).

NOTA: podedes atopar o Packet Tracer aquí.

Imos crear unha rede simple, formada por dous equipos, mandar un ping dun deles ó outro e analizar o formato das tramas enviadas.

Ao facer a simulación do envío de ping dun equipo ó outro, vai mandar 2 paquetes, un ARP e un ICMP.

1. ¿Que campos da trama se representan no Packet Tracer?
Preámbulo , Enderezo MAC de Destino , Enderezo MAC de Orixe , Tipo de Trama , Datos , FCS

Ó que lle chamamos Datos é realmente a información que nós queremos enviar, o resto son encabezados engadidos para que o sistema saiba o que facer con eses datos.

2. ¿Que tipo de trama utiliza por defecto o Packet Tracer? ¿Ethernet ou IEEE 802.3?
Ethernet.

3. Identifica o código do campo Tipo de Trama para unha trama ARP:

A trama ARP ten un código de Tipo 0x806.

4. Identifica o código do campo Tipo de Trama para unha trama ICMP:

A trama ICMP ten un código de Tipo 0x800.

Control de erros no nivel de Enlace de Datos

Exercicios sobre Control de Erros

1. Utilizando a técnica de paridade simple par, engade ás seguintes secuencias o bit de control de paridade correspondente antes de ser enviadas polo emisor:
   1. 01110101 => Solución: 011101011
   2. 11111111 => Solución: 111111110
   3. 00011100 => Solución: 000111001
      
      
2. Dado un receptor que utiliza o método de control de erros de paridade simple impar, identifica cales das seguintes secuencias son erróneas e cales son correctas:
   1. 01110101 => Solución: correcta
   2. 11111111 => Solución: incorrecta
   3. 00011100 => Solución: correcta
      
      
3. Paridade de bloque. Supón que un emisor utiliza o código ASCII para transmitir a palabra “Hola”.
   1. Obtén a secuencia completa de bits a enviar tras aplicar o método de control de erros de paridade de bloque par.

H = 0100 1000 , o = 0110 1111 , l = 0110 1100 , a = 0110 0001

secuencia a enviar:

010010000 011011110 011011000 011000011 00101010

2. Que rendemento ten esta transmisión? Entendendo rendemento como a porcentaxe de bits de información enviada entre os bits totais realmente enviados (información + control de erros)

rendemento: (32/44)*100 = 72,73%

4. Recíbese a seguinte secuencia de bits correspondentes a unha comunicación codificada en Baudot (“.” = 1 ; “o” = 0) utilizando o método de control de erros de paridade de bloque impar: 001101 110111 001001 110111 01101:
   1. ¿Detéctase algún erro na transmisión? ¿Pódese correxir?

Sí, no 3º carácter de Baudot hai un erro no 1º bit.

Pódese correxir: o bit recibido foi un 0 e para cumprir a validación tería que ser un 1

2. ¿Cal é a palabra transmitida?

R A F A

Se non tiveramos correxido o erro, a palabra recibida sería: RANA

3. Que rendemento ten esta transmisión?

Rendemento: (20/29)*100 = 68,97%

Flags e Stuffing de Bits

Os protocolos do nivel de enlace empregan certas técnicas de corrección de erros para que non se malinterprete a información que se envía nas tramas, que vai codificada en binario.
Dúas desas técnica son o uso de bandeiras (flags) e o Stuffing de Bits.
Máis adiante xa as explicarei, agora vou poñer uns exemplos para telo eu claro antes de completa-lo artigo.

Exercicios sobre Entramado

Un protocolo de nivel de enlace orientado a bit utiliza, para resolver a función de entramado, a bandeira 01111110 xunto coa técnica de stuffing de bit. Supoñendo un formato simplificado de trama composta só polos campos Bandeira-Datos-Bandeira, resolve as seguintes cuestións de entramado:

1. Dadas as seguintes cadeas de datos e enviar, obter as cadeas correspondentes que se transmitirán pola liña unha vez aplicada a técnica de stuffing de bit, engadindo as bandeiras e marcando claramente os bits engadidos:
   1. Datos: 011111001011111100011111111111100110111110
   2. Datos: 000000111111111100000011111111101010000000
   3. Datos: 111110011111001111110011111110010000111111
      
      
      Solución:
      a. 0111111001111100101111101000111110111110110011011111001111110
      b. 0111111000000011111011111000000011111011110101000000001111110
      c. 011111101111100011111000111110100111110110010000111110101111110
      
      
      Os díxitos en negriña e suliñados son as bandeiras de inicio e fin, e os ceros que a técnica de stuffing de bit introduce para eliminar confusións.
      
      
2. Dadas as seguintes tramas recibidas, obter os campos de datos correspondentes aplicando a técnica de stuffing de bit, indicando os bits eliminados e retirando as bandeiras delimitadoras de trama:
   1. Datos: 0111111001111101000111110111110011011111001111110
   2. Datos: 0111111000001111101111100001111101000000001111110
   3. Datos: 0111111011111001111101010111110100111110101111110
      
      
      Solución:
      a.0111111001111101000111110111110011011111001111110
      b.0111111000001111101111100001111101000000001111110
      c.01111110111110011111010101111101001111101001111110
      
      
      Os díxitos que están en tamaño pequeno hai que eliminalos da trama de datos recibida para obter os datos orixinais.