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cable crimpado

problema del nodo oculto

El problema del nodo oculto

En las redes ethernet las transmisiones se establecen mediante el protocolo CSMA/CD, que se encarga de evitar las colisiones. En estas redes los cables son el medio físico que contiene las señales y las distribuye a los nodos.

Las redes inalámbricas tienen unas características mas ásperas en el sentido en que no todos los nodos pueden comunicar directamente con el resto de nodos. Teniendo un esquema como el siguiente:
????††????A ?Nodo )))) )))))) )))))) )))) Nodo ))) )))))) ))))))) ))))) Nodo
1 ((( (((((( (((((( ((((( 2 ((( (((((( (((((((( (((( 3

El nodo2 puede comunicar con ambos nodos, el 1 y el 3, pero hay algo que impide que los nodos 1 y 3 se comuniquen directamente. (El obstaculo en si mismo no es relevante; podría ser tan simple como que los nodos 1 y 3 se encuentran a una distancia y solo son capaces de comunicar con nodo2). Desde la perspectiva de nodo1, nodo3 es un "nodo oculto".

Si el protocolo usado para transmitir es un simple "transmitir y rezar", será fácil para nodo1 y nodo3 transmitir simultaneamente, haciendo que nodo2 sea incapaz de procesar nada. Además, los nodos 1 y 3 no tendrán conocimiento del error porque la colisión es a nivel local en el nodo2. Las colisiones producidas por nodos ocultos pueden ser dificiles de detectar en redes inalámbricas debido a que los dispositivos inalámbricos son normalmente half-duplex; no transmiten y reciben al mismo tiempo.

Para prevenir colisiones, 802.11 permite a las estaciones usar las señales RTS (Request To Send |Ready To Send) y CTS (Clear To Send) para limpiar un área. Nodo Nodo
1 2
RTS
-------------------------->
CTS
<-------------------------
TRAMA
------------------------->
ACK
<-------------------------


En el anterior dibujo, nodo1 tiene que mandar una trama de datos, para ello inicia el proceso enviando una trama RTS. La trama RTS tiene varios propositos: Además de reservar el radio enlace para transmisión, también silencia a las otras estaciones que la oigan????††????A ?. Si la estación destino recibe un RTS, esta responde con un CTS. Al igual que la trama RTS, la trama CTS silencia las estaciones en la inmediata vecindad. Una vez que el intercambio RTS/CTS esta completado, el nodo1 puede transmitir sus tramas sin preocuparse de las interferencias producidas por nodos ocultos. Los nodos ocultos que se encuentren mas allá de la zona de la estación emisora son silenciados por el CTS del receptor. Cuando se usa el procedimiento RTS/CTS, cualquier trama debe ser positivamente aceptada.

La transmision RTS/CTS multitrama, consume bastante capacidad, especialmente por la latencia adicional provocada antes de que las transmisiones puedan comenzar. Como consecuencia, solo es usado en entornos de alta-capacidad y entornos con considerable contención en transmisión. Para entornos de baja capacidad no es necesario.

Se puede controlar el procedimiento RTS/CTS configurando el umbral RTS (RTS threshold), si tu driver para la tarjeta 802.11 te lo permite. El intercambio RTS/CTS tiene lugar para tramas mayores que el threshold. Las tramas menores que el umbral RTS, son enviadas simplemente.

Spanning Tree Protocol

En comunicaciones, STP (del ingés Spanning Tree Protocol) es un protocolo de red de nivel 2 del modelo OSI (capa de enlace de datos). Su función es la de gestionar la presencia de bucles en topologías de red debido a la existencia de enlaces redundantes (necesarios en muchos casos para garantizar la disponibilidad de las conexiones). El protocolo permite a los dispositivos de interconexión activar o desactivar automáticamente los enlaces de conexión, de forma que se garantice la eliminación de bucles. STP es transparente a las estaciones de usuario.

Está basado en un algoritmo diseñado por Radia Perlman mientras trabajaba para DEC. Hay 2 versiones del STP: la original (DEC STP) y la estandarizada por el IEEE (IEEE 802.1D), que no son compatibles entre sí. En la actualidad, se recomienda utilizar la versión estandarizada por el IEEE.Existen múltiples variantes del STP debido, principalmente, al tiempo que tarda en converger el algoritmo utilizado. Una de estas variantes es el Rapid Spanning Tree Protocol, estándart IEEE 802.1D-2004 que hoy en día ha reemplazado el uso del STP original.

El algoritmo transforma una red física con forma de malla, en la que existen bucles, por una red lógica en forma de árbol (libre de bucles). Los puentes se comunican mediante mensajes de configuración llamados Bridge Protocol Data Units (BPDU).

El protocolo establece identificadores por puente y elige el que tiene la prioridad más alta (el número más bajo de prioridad numérica), como el puente raíz. Este puente raíz establecerá el camino de menor coste para todas las redes; cada puerto tiene un parámetro configurable: el Span path cost. Después, entre todos los puentes que conectan un segmento de red, se elige unpuente designado, el de menor coste (en el caso que haya el mismo coste en dos puentes, se elige el que tenga el menor identificador "direccion MAC"), para transmitir las tramas hacia la raíz. En este puente designado, el puerto que conecta con el segmento, es el puerto designado y el que ofrece un camino de menor coste hacia la raíz, el puerto raíz. Todos los demás puertos y caminos son bloqueados, esto es en un estado ya estacionario de funcionamiento.

dominio de colision

Dominio de Colisión: Un dominio de colisión en ethernet, el área de la red dentro del cual las tramas que ha sufrido colisiones se propagan los repetidores y los hubs propagan las colisiones; los switches Lan, los puentes y los routers no.
El área de red donde se originan las tramas y se producen las colisiones se denomina dominio de colisiones. Todos los entornos de los medios compartidos, como aquellos creados mediante el uso de hubs, son dominios de colisión. Cuando un host se conecta a un puerto de switch, el switch crea una conexión dedicada. Esta conexión se considera como un dominio de colisiones individual, dado que el tráfico se mantiene separado de cualquier otro y, por consiguiente, se eliminan las posibilidades de colisión.
Los switches reducen las colisiones y permiten una mejor utilización del ancho de banda en los segmentos de red, ya que ofrecen un ancho de banda dedicado para cada segmento de red.

dominio de broadcast

Dominio Broadcast: Es un conjunto de todos los dispositivos que reciben tramas de broadcast que se originan en cualquier dispositivo del conjunto. Los conjuntos de broadcast generalmente están limitados por routers dado que los router no envían tramas de broadcast.

Si bien los switches filtran la mayoría de las tramas según las direcciones MAC, no hacen lo mismo con las tramas de broadcast. Para que otros switches de la LAN obtengan tramas de broadcast, éstas deben ser reenviadas por switches. Una serie de switches interconectados forma un dominio de broadcast simple. Sólo una entidad de Capa 3, como un router o una LAN virtual (VLAN), puede detener un dominio de broadcast de Capa 3. Los routers y las VLAN se utilizan para segmentar los dominios de colisión y de broadcast.Cuando un switch recibe una trama de broadcast la reenvía a cada uno de sus puertos excepto al puerto entrante en el que el switch recibió esa trama. Cada dispositivo conectado reconoce la trama de broadcast y la procesa. Esto provoca una disminución en la eficacia de la red dado que el ancho de banda se utiliza para propagar el tráfico de broadcast.Cuando se conectan dos switches, el dominio de broadcast aumenta.

MÉTODOS DE SWITCHING

MÉTODOS DE SWITCHING

Otra gran diferencia entre bridges y switches es el método que se usa para reenviar frames.

Los bridges solo soportan un método, mientras los switches soportan tres.

Los métodos son los siguientes:

Cut-through

Fragment-free

Store-forward

CUT THROUGH: 

Este sistema es mucho mas rápido. En cuanto el frame llega al switch (los bridges no usan este sistema), el switch lee la cabecera del frame. Obtiene de este los 8 bytes de preámbulo y la dirección MAC con 6 bytes mas.

En cuanto obtiene esta información, reenvía rápidamente por el puerto adecuado.

LA desventaja de este sistema es que no provee detección de errores y puede enviar frames erróneos.

Existen algunos fabricantes que optan por un método intermedio. Se envían datos hasta que se repiten muchos errores. Entonces e cambia al método Store Forward. Cuando el número de frames erróneos baja, se vuelve al sistema Cut forward.

El switch 1900 soporta este sistema, pero el 2950 no, aunque éste retransmite muchos mas rápido que el 1900.

FRAGMENT FREE:

Este es el sistema por defecto en los switches 1900, pero el 2950 no soporta este sistema, aunque éste retransmite muchos masrápido que el 1900.
Este método e s la mejora del Cut forward, con la única diferencia de que no lee únicamente los 14 bytes de la cabecera, sino que lee los primeros 64(mínimo tamaño para un frame Ethernet).
De  esta manera reduce los frames erróneos de menos de 64 bytes.
Igualmente, este método puede retransmitir frames con CRC erróneo. Es por eso, que algunos fabricantes tienen métodos dinámicos, que saltan de método según los errores que hayan. Si hay muchos errores, se escoge el sistema Store Forward. Si los errores descienden, se vuelve al método Fragment free

STORE AND FORWARD:

Este método es el mas básico. El frame llega al switch, este lo lee completamente, lo almacena en el buffer, calcula el CRC, verifica que sea correcto y lo reenvía al puerto adecuado si es correcto. Si no es correcto, lo elimina. El switch 1900 soporta este sistema. Este es el único sistema que soporta el switch 2950.