Una red de área local (local area network – LAN) es un grupo de computadoras distribuidas en un mismo lugar y que son interconectadas para compartir recursos. En el LAN, los mensajes se envían en frames y las estaciones están identificadas con direcciones. En un Bus LAN todos los equipos de computadoras (estaciones) comparten un mismo canal de comunicación. Las estaciones se comunican pasando mensajes en packets (frames) a través del network. Este tipo de LAN también se conoce como broadcast network, porque cada packet es recibido por todas las estaciones. Un escenario típico en un LAN sería:
1.
Una estación transmite un
packet (que consiste del mensaje y del “destination address” o dirección), un
bit a la vez.
2.
Los bits se propagan por
todas las estaciones, quienes son responsables por re-ensamblar los bits en
packets.
3.
Cada estación examina la
dirección (address) del packet. Si la dirección (address) corresponde a la
dirección de la estación, ésta copia el packet. De lo contrario (el address no
corresponde), la estación ignora o descarta su copia del packet.
4.
Los packets son removidos
físicamente de la red por un “terminator” que está al final del bus y que
remueve el packet electrónicamente.
El bus limita el tamaño máximo del packet para evitar
que una estación monopolice el network transmitiendo un paquete muy grande y
evitando que otras estaciones transmitan. Existen varios métodos para controlar
el acceso al network y evitar que más de una estación trate de enviar una
señal:
1.
Device Polling - Una
estación controla el acceso de las otras estaciones. Cuando la estación que
controla le da permiso a una estación para transmitir, ésta envía el mensaje.
Luego la estación que controla le da permiso a otra estación para que
transmita. Si esa estación no tiene nada que enviar, lo indica por medio de un
acknowledgment. Este método tiene varios problemas:
a.
Si la estación que controla
se daña, nadie puede accesar el LAN.
b.
La red tiene pobre
"througput", dado que si una estación tiene mucha data para transmitir
y otra estación no tiene que transmitir data, como quiera ambas estaciones
accesan el LAN.
c.
Si una estación se
desconecta o si una estación nueva se conecta a la red, hay que usar un
mecanismo para dejarlo saber a la estación que controla.
2.
Relojes sincronizados - Cada
estación transmite solo por un tiempo específico. Se asume que las estaciones
tienen sus relojes sincronizados. El problema de este método es que si un reloj
se daña, se transmite fuera de sincronización.
3.
Frecuencia única - Cada
estación envía su mensaje en una frecuencia única. Se usan protocolos para
permitir que dos estaciones se comuniquen por una frecuencia. Este método es
muy costoso.
4.
Bus - Cualquier estación
puede transmitir si tienen un packet que enviar y el network está disponible o
sin actividad (idle); o sea que el network no tiene una señal de transmisión o
"carrier". Si dos estaciones encuentran que el network está
disponible, ambas pueden enviar su packet, ocasionando que haya conflicto o
"collision". La estación detecta el conflicto escuchando el canal
luego de haber transmitido. Si la data la recibe igual que la envió, no hubo
conflicto; de lo contrario, si lo hubo. Este proceso se llama Collision
Detection (CD). Para minimizar el conflicto (collision) y el tiempo que el network
está desocupado existen tres tipos de algoritmos:
a.
No-persistente - La estación
verifica el network, si está ocupado, la estación espera un tiempo al azar
antes de verificar otra vez. Puede resultar en pérdida de tiempo si el network
está disponible y la estación está esperando.
b.
Persistente-1 - La estación
que va a transmitir verifica el network y si está ocupado; sigue verificando
hasta que esté disponible. Entonces la estación transmite el packet. Este
algoritmo minimiza el tiempo idle.
c.
Persistente-P - Es como el
persistente-1, solo que cuando el network está disponible, la estación
transmite con una probabilidad de P; si no transmite espera un tiempo
determinado y vuelve a verificar el network. Minimiza el tiempo idle y los
conflictos (collisions).
Los
network que requieren que las estaciones verifiquen antes de transmitir se
conocen como Carrier Sense Multiple Access (CSMA). Si también detectan
conflictos se conocen como CSMA/CD. Las características que hacen atractivos
estas redes para los negocios son:
1.
Es pasivo - El único tráfico
en el network es el packet de datos enviados entre las estaciones. Las
estaciones tan solo tienen que transmitir sus packets.
2.
Control distribuido entre
las estaciones, si una falla, las otras siguen trabajando.
Ejemplo de CSMA/CD:
Ethernet – Es el más conocido de los CSMA/CD, basado en el algoritmo
persistente-1. Sus características son:
Organización Física: Un Ethernet consiste de un cable que interconecta una serie de estaciones (PC, printers, etc.) Las estaciones se conectan al Ethernet por un “transceiver cable” que está conectado a una cajita o “tap” en la pared. La forma más simple del Ethernet se llama un segmento, cuya medida máxima es 500 metros.
Cuando ocurre un conflicto (collision) las estaciones esperan un tiempo
al azar para tratar de hacer la transmisión nuevamente. La estación aborta su
transmisión después de 16 conflictos.