Curso de Redes. 4.3.2. El nivel de enlace en Ethernet. Protocolo CSMA/CD

Summary

El guion explora el funcionamiento de Aloha Net y destaca la decisión de Abrahamson de compartir un canal VHF entre las islas en lugar de asignar uno diferente a cada una. Expone cómo esto afecta el ancho de banda y la comunicación, comparando el rendimiento de una red con tráfico esporádico. Detalla el protocolo de acceso al medio Ethernet, incluyendo el 'Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection' (CSMA/CD), y cómo se maneja la colisión y el retroceso exponencial binario. Además, menciona la importancia del tamaño mínimo de la trama y su relación con el diámetro de la red, manteniendo la compatibilidad con redes históricas.

Takeaways

• 📡 El script habla sobre el funcionamiento de Aloha Net y cómo podría haberse mejorado asignando un canal diferente a cada isla para evitar la necesidad de compartir canales y mejorar la eficiencia de la red.
• 🚀 Se destaca la importancia de que, en una red local, el ancho de banda disponible sea compartido de manera que, si el tráfico es esporádico, cada nodo pueda disponer del ancho de banda completo cuando lo necesite.
• 🔍 El script menciona la historia de la red de taxis y cómo funcionaba con un canal compartido para la comunicación entre los taxistas y la central, lo que llevaba a problemas de colisión y la necesidad de un algoritmo para gestionar la retransmisión de mensajes.
• 🎓 Se relata la experiencia de Metcalfe con su tesis en la Universidad de Harvard, que fue rechazada inicialmente por ser demasiado aplicada y carecer de un enfoque científico, lo que lo llevó a desarrollar una tesis teórica más sólida.
• 💡 Metcalfe ideó mejoras en el protocolo de Aloha Net, como la implementación de un retroceso exponencial binario para gestionar las colisiones de manera más eficiente y evitar la saturación de la red.
• 🌐 Se describe el desarrollo del protocolo de Ethernet por Metcalfe, que permitía a todos los nodos transmitir y escuchar, diferenciando de Aloha Net donde había un maestro y esclavos, y promoviendo una red más democrática y equitativa.
• 🔌 El script explica cómo el protocolo Ethernet se basa en el 'Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection' (CSMA/CD), permitiendo a los nodos detectar si alguien está transmitiendo antes de enviar datos y gestionar las colisiones si ocurren.
• 🔢 Se establece un tamaño mínimo de trama en Ethernet para garantizar la detección de colisiones en el momento adecuado, lo que también define el diámetro máximo de la red y la compatibilidad con redes históricas.
• 🌐 Se discute la relevancia del tamaño de la trama en la eficiencia de la red, y cómo las tramas más grandes reducen la probabilidad de colisión y mejoran el rendimiento de la red.
• 📚 El script refleja sobre la importancia de los protocolos en la gestión de redes y cómo las elecciones en diseño, como el tamaño de trama y la gestión de colisiones, afectan significativamente la performance y estabilidad de la red.
• 🚧 Aunque las limitaciones de distancia y tamaño de trama eran cruciales en el diseño original de Ethernet, estas restricciones ya no son aplicables en la mayoría de las redes modernas, lo que muestra la evolución y adaptación continua de la tecnología de redes.

Q & A

¿Qué alternativa podría haber considerado Branson para evitar el uso compartido de un canal VHF?

Branson podría haber asignado un canal diferente a cada isla, en lugar de compartir los tres esclavos el mismo canal de la VHF, lo que habría evitado el problema de tener que compartir el canal.

¿Cuál es la ventaja de asignar un canal exclusivo a cada esclavo en una red local?

La ventaja es que si el tráfico es esporádico y a ráfagas, que es lo normal en una red local, en el momento que alguien necesita usar el canal, dispone de todo el ancho de banda.

¿Por qué podría ser beneficioso para una red local que el tráfico sea esporádico y a ráfagas?

Es beneficioso porque permite que cada nodo tenga acceso al ancho de banda completo cuando lo necesite, mejorando así la eficiencia de la red.

¿Qué es el protocolo de acceso al medio Ethernet y cómo se relaciona con la comunicación en un medio compartido?

El protocolo de acceso al medio Ethernet es un conjunto de reglas que permiten a los dispositivos en una red compartida enviar y recibir datos de manera eficiente, evitando colisiones y garantizando que todos los dispositivos tengan la oportunidad de transmitir.

¿Qué es el 'Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection' (CSMA/CD) y cómo funciona?

CSMA/CD es un protocolo utilizado en redes Ethernet que permite a los dispositivos detectar si el canal está en uso antes de transmitir (Carrier Sense), y si detectan una colisión, pausar la transmisión y reintentar más tarde (Collision Detection).

¿Qué es el 'retroceso exponencial binario' y cómo se utiliza en el protocolo CSMA/CD?

El retroceso exponencial binario es un método utilizado en CSMA/CD donde, en caso de colisión, los dispositivos esperan un tiempo aleatorio que se duplica con cada intento fallido antes de volver a intentar transmitir, lo que reduce la probabilidad de futuras colisiones.

¿Por qué se establece un tamaño mínimo de trama en las redes Ethernet?

El tamaño mínimo de trama asegura que todas las estaciones puedan detectar una colisión antes de que termine la transmisión, lo que evita que las tramas se interpreten erróneamente como válidas.

¿Cuál es la relación entre el tamaño de la trama y el diámetro máximo de la red Ethernet?

El tamaño de la trama mínima está relacionado con el diámetro máximo de la red para garantizar que las colisiones sean detectables en el tiempo máximo de ida y vuelta en la red.

¿Por qué laEthernet tiene un límite en la distancia máxima que puede cubrir?

La distancia máxima está limitada por factores como la degradación de la señal, la latencia y la necesidad de detectar colisiones en el tiempo máximo de ida y vuelta.

¿Qué es el 'Aloha protocol' y cómo se relaciona con el protocolo CSMA/CD?

El protocolo Aloha es un método de control de acceso al medio que permite la transmisión de datos sin verificar si el canal está en uso, lo que puede resultar en colisiones. CSMA/CD mejora este protocolo al permitir a los dispositivos detectar y evitar colisiones antes de transmitir.

¿Por qué se considera que el rendimiento máximo de una red Ethernet debido a las colisiones es del 36%?

Esta cifra se basa en un modelo teórico que asume que todas las tramas son del tamaño mínimo y que la red tiene el diámetro máximo, lo que resulta en una alta probabilidad de colisiones. Sin embargo, en la práctica, este escenario es poco probable y el rendimiento real suele ser mayor.