IEEE 802.1: Arquitectura de Red y Control de Admisión
El estándar IEEE 802.1 se centra en la arquitectura de red y el Control de Admisión de Red basada en puertos. Permite la autenticación de dispositivos conectados a un puerto LAN, estableciendo una conexión punto a punto o impidiendo el acceso si la autenticación falla. Este estándar aborda:
- La interrelación entre las partes del documento y su relación con el Modelo de Referencia OSI.
- Normas de gestión de red e interconexión de redes.
- Estándares de interconexión relacionados con la gestión de redes.
- Capacidades de supervisión en redes desarrolladas según los estándares IEEE 802.
El grupo de trabajo 802.1 tiene cuatro grupos de tareas activos:
- Redes Sensibles al Tiempo (TSN): Se encarga de la sincronización temporal distribuida, baja latencia y convergencia de tráfico de red general y crítico. Empresas como NI (Nasdaq: NATI) trabajan activamente en la definición de TSN como la evolución de Ethernet.
- Seguridad
- Puentes de Centros de Datos
- Omni RAN
IEEE 802.2: Control de Enlace Lógico (LLC)
El estándar IEEE 802.2 define el Control de Enlace Lógico (LLC), la parte superior de la capa de enlace en las redes de área local (LAN). La subcapa LLC proporciona una interfaz uniforme al usuario del servicio de enlace de datos (normalmente, la capa de red). Debajo de la subcapa LLC se encuentra la subcapa de Control de Acceso al Medio (MAC), que depende de la configuración de red específica (Ethernet, Token Ring, FDDI, 802.11, etc.).
El uso de LLC es obligatorio en todas las redes IEEE 802, excepto en Ethernet. Sus funciones principales incluyen:
- Agrupar los bits a transmitir en forma de tramas (enmarcar).
- Gestionar errores de transmisión.
- Regular el flujo de las tramas (control de flujo).
- Administrar la capa de enlace (gestión).
- Traducir tramas de redes heterogéneas.
- Controlar el acceso al medio físico de transmisión.
- Agregar la dirección MAC del nodo fuente y del nodo destino.
- Delimitar las tramas agregando bits de bandera (flags) al transmitir.
- Determinar el inicio y el fin de la trama de datos dentro de una cadena de bits recibidos por la capa física al recibir.
- Efectuar detección y, si procede, corrección de errores de transmisión.
- Descartar tramas duplicadas o erróneas.
- Encapsular y desencapsular los datos.
- Proporcionar el direccionamiento y la delimitación de datos.
- Identificar el protocolo de capa de red utilizado (por ejemplo, IP, IPsec).
LLC es relativamente independiente del equipo físico utilizado y, junto con MAC, contribuye a la compatibilidad entre diferentes dispositivos finales.
IEEE 802.3: Ethernet y CSMA/CD
El estándar IEEE 802.3, basado en las especificaciones originales de Ethernet, es el protocolo LAN 802 más utilizado. Especifica la técnica de acceso al medio (MAC) y diversas opciones de medios de transmisión con distintas velocidades. La técnica de control de acceso al medio más común en topologías en bus y en estrella es CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection).
CSMA/CD y sus precursores son métodos de acceso aleatorio o de contención:
- Acceso aleatorio: No hay un tiempo preestablecido para que las estaciones transmitan.
- Contención: Las estaciones compiten por el acceso al medio.
Precursores de CSMA/CD
- ALOHA: La primera técnica, desarrollada para redes de paquetes de radio. Una estación transmite cuando lo necesita y luego escucha el medio. Si no recibe confirmación, retransmite.
- ALOHA ranurado: Mejora la eficiencia de ALOHA dividiendo el tiempo en ranuras uniformes. La transmisión solo se permite al comienzo de una ranura, lo que aumenta la utilización máxima del sistema.
- CSMA: Una estación escucha el medio antes de transmitir (detección de portadora). Si está ocupado, espera. Si está libre, transmite. Si se produce una colisión, las estaciones esperan una confirmación y retransmiten si es necesario.
Funcionamiento de CSMA/CD
CSMA/CD mejora la eficiencia de CSMA al permitir que las estaciones continúen escuchando el medio mientras transmiten. Las reglas son:
- Si el medio está libre, la estación transmite.
- Si el medio está ocupado, la estación sigue escuchando hasta que esté libre y luego transmite inmediatamente.
- Si se detecta una colisión durante la transmisión, las estaciones transmiten una señal corta de alerta y dejan de transmitir.
- Después de la señal de alerta, esperan un tiempo aleatorio y luego intentan transmitir de nuevo.