Els protocols d'enllaç de dades són fonamentals per a la comunicació en xarxes, ja que defineixen com es transmeten les dades entre dispositius en una mateixa xarxa local (LAN). Aquest mòdul cobreix els conceptes clau, els protocols més utilitzats i exemples pràctics per entendre millor el seu funcionament.
Conceptes Clau
-
Capa d'Enllaç de Dades:
- És la segona capa del model OSI.
- S'encarrega de la transferència de dades entre nodes adjacents en una xarxa.
- Proporciona serveis com la detecció d'errors, el control de flux i l'adreçament físic.
-
Funcions Principals:
- Framing: Dividir les dades en marcs (frames) per a la seva transmissió.
- Adreçament: Utilitzar adreces MAC per identificar els dispositius.
- Control d'Errors: Detectar i corregir errors en les dades transmeses.
- Control de Flux: Regular la velocitat de transmissió per evitar la saturació del receptor.
Protocols d'Enllaç de Dades
- Ethernet
- Descripció: És el protocol d'enllaç de dades més utilitzat en xarxes LAN.
- Característiques:
- Utilitza adreces MAC de 48 bits.
- Suporta velocitats de 10 Mbps, 100 Mbps, 1 Gbps, i més.
- Utilitza el protocol CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) per gestionar l'accés al medi.
Exemple de Trama Ethernet
+-------------------+-------------------+-------------------+-------------------+ | Dest MAC (6 bytes)| Src MAC (6 bytes) | EtherType (2 bytes)| Data (46-1500 bytes)| +-------------------+-------------------+-------------------+-------------------+ | FCS (4 bytes) | +-------------------+
- Wi-Fi (IEEE 802.11)
- Descripció: Protocol per a xarxes sense fils.
- Característiques:
- Utilitza adreces MAC.
- Suporta diverses velocitats de transmissió (fins a 6.9 Gbps amb 802.11ac).
- Utilitza tècniques com CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) per evitar col·lisions.
Exemple de Trama Wi-Fi
+-------------------+-------------------+-------------------+-------------------+ | Frame Control (2 bytes) | Duration/ID (2 bytes) | Addr1 (6 bytes) | Addr2 (6 bytes) | +-------------------+-------------------+-------------------+-------------------+ | Addr3 (6 bytes) | Seq Control (2 bytes) | Addr4 (6 bytes) | Data (0-2312 bytes) | +-------------------+-------------------+-------------------+-------------------+ | FCS (4 bytes) | +-------------------+
- PPP (Point-to-Point Protocol)
- Descripció: Utilitzat per a connexions punt a punt, com les connexions dial-up.
- Característiques:
- Proporciona autenticació, xifrat i compressió.
- Utilitza trames encapsulades en HDLC (High-Level Data Link Control).
Exemple de Trama PPP
+-------------------+-------------------+-------------------+-------------------+ | Flag (1 byte) | Address (1 byte) | Control (1 byte) | Protocol (2 bytes)| +-------------------+-------------------+-------------------+-------------------+ | Data (variable) | FCS (2 bytes) | Flag (1 byte) | +-------------------+-------------------+-------------------+
Exercicis Pràctics
Exercici 1: Identificació de Trames
Objectiu: Identificar els diferents camps d'una trama Ethernet.
Trama Ethernet Exemple:
Preguntes:
- Quina és l'adreça MAC de destinació?
- Quina és l'adreça MAC d'origen?
- Quin és el tipus de protocol (EtherType)?
Solucions:
- Adreça MAC de destinació:
FF:FF:FF:FF:FF:FF - Adreça MAC d'origen:
00:1A:2B:3C:4D:5E - EtherType:
08 00(IPv4)
Exercici 2: Anàlisi de Protocols
Objectiu: Analitzar les característiques dels protocols d'enllaç de dades.
Preguntes:
- Quina és la diferència principal entre CSMA/CD i CSMA/CA?
- Per què és important el control d'errors en la capa d'enllaç de dades?
Solucions:
- CSMA/CD (utilitzat en Ethernet) detecta col·lisions i retransmet les dades, mentre que CSMA/CA (utilitzat en Wi-Fi) intenta evitar col·lisions mitjançant la reserva del canal abans de la transmissió.
- El control d'errors és important per assegurar que les dades arribin correctament al destinatari, detectant i corregint errors que poden ocórrer durant la transmissió.
Resum
En aquesta secció, hem explorat els protocols d'enllaç de dades, incloent Ethernet, Wi-Fi i PPP. Hem après sobre les seves funcions principals, com el framing, l'adreçament, el control d'errors i el control de flux. També hem vist exemples de trames i realitzat exercicis pràctics per reforçar els conceptes apresos. En el següent mòdul, aprofundirem en els protocols de xarxa.
Curs de Xarxes
Mòdul 1: Introducció a les Xarxes
Mòdul 2: Protocols de Comunicació
- Introducció als Protocols de Comunicació
- Protocols d'Enllaç de Dades
- Protocols de Xarxa
- Protocols de Transport
- Protocols d'Aplicació
Mòdul 3: Model OSI
- Introducció al Model OSI
- Capa Física
- Capa d'Enllaç de Dades
- Capa de Xarxa
- Capa de Transport
- Capa de Sessió
- Capa de Presentació
- Capa d'Aplicació
Mòdul 4: Model TCP/IP
- Introducció al Model TCP/IP
- Capa d'Accés a la Xarxa
- Capa d'Internet
- Capa de Transport
- Capa d'Aplicació