Conceptos Clave de Redes: Dominios de Colisión, CSMA/CD, Dispositivos y Tramas Ethernet

Conceptos Clave de Redes LAN

a) Dominio de Colisión

Un dominio de colisión es un conjunto de dispositivos de nivel físico (como hubs y repetidores) en una red de área local (LAN) que comparten la misma ruta física de transmisión. En un dominio de colisión, si dos o más dispositivos transmiten datos simultáneamente, se produce una colisión, lo que puede provocar la pérdida o corrupción de los datos.

b) CSMA/CD

CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) es un algoritmo de acceso al medio compartido. En este protocolo, un nodo que desea transmitir primero verifica si el medio está libre. Si el medio está ocupado, el nodo continúa escuchando hasta que el medio esté libre. Si se produce una colisión durante la transmisión, el tiempo se divide en ranuras discretas, cuya longitud es igual al peor tiempo de propagación de la señal en el cable.

c) Definiciones de Dispositivos de Red

• Repetidor: Un repetidor es un dispositivo que amplía el alcance de una conexión física al recibir y retransmitir señales.
• HUB: Un hub funciona como un repetidor, pero permite la interconexión de múltiples nodos. Además, un hub puede detectar colisiones en la red.
• Puente: Un puente se utiliza para conectar redes que utilizan diferentes protocolos en el nivel de enlace de datos.
• Switch: Un switch funciona de manera similar a un puente, pero ofrece mayor velocidad, tiene un mayor número de puertos y es más sofisticado en términos de funcionalidad.
• Router: Un router toma decisiones de enrutamiento basadas en grupos de direcciones de red. Su objetivo principal es examinar los paquetes de datos entrantes, elegir la mejor ruta para ellos y enviarlos por el puerto de salida adecuado.

d) Campos de la Trama Ethernet

Una trama es un conjunto de bits que se utilizan para transmitir datos en redes LAN, teniendo en cuenta las direcciones MAC. Una trama de datos puede tener los siguientes campos:

• Preámbulo (8 bytes): Un patrón alternante de 0 y 1 que indica la llegada de una trama al receptor. En Ethernet estándar, el preámbulo consta de 62 bits.
• Dirección MAC Destino (6 bytes): Este campo especifica la dirección MAC de tipo EUI-48 hacia la que se envía la trama. Puede ser la dirección de un nodo en la red, un grupo Multicast o la dirección de Broadcast. Cada nodo en la red examina este campo para determinar si debe aceptar la trama.
• Dirección MAC Origen (6 bytes): Este campo especifica la dirección MAC de tipo EUI-48 desde donde se envía la trama. La estación que debe aceptar la trama conoce, a través de este campo, la dirección del nodo origen con el que intercambia datos.
• Protocolo de Nivel Superior (2 bytes): Identifica el protocolo de red de alto nivel asociado con la trama o, en su defecto, la longitud del campo de datos. Se interpreta en la capa de enlace de datos.
• Datos (46-1500 bytes): Cada byte contiene una secuencia arbitraria de valores. El campo de datos es la información recibida del nivel de red. Este campo también incluye los encabezados H3 y H4, provenientes de niveles superiores.
• CRC (Código de Redundancia Cíclica, 4 bytes): Un valor de verificación de 4 bytes calculado por el nodo origen en base al contenido de la trama y recalculado por el nodo receptor para verificar la integridad de la trama. Sirve para comprobar si hay errores de transmisión.