Capa d'enllaç: Serveis i Funcions

La Capa d'Enllaç: Serveis

• La capa d'enllaç és la primera capa on el hardware es troba amb el software.
• Els serveis habituals que podem trobar en la capa d'enllaç són:
  • Adreçament físic
  • Format de les trames
  • Mètodes d'accés al mitjà
  • Control d'errors
  • Commutació de trames

La Capa d'Enllaç: Adreçament Físic

• L'adreça física o adreça MAC és un número binari que permet identificar els diferents dispositius que es troben connectats a un mateix mitjà compartit.
• Els principals protocols de capa d'enllaç utilitzats a les xarxes locals són:
  • La família de protocols Ethernet (per a les xarxes cablejades)
  • Els protocols IEEE 802.11 (per a les xarxes sense fils)
• Els protocols Ethernet i els protocols IEEE 802.11 utilitzen un mateix tipus d'adreçament físic, l'adreçament MAC de 48 bits.

Adreçament MAC de 48 bits

• Aquest tipus d'adreçament MAC és un nombre binari de 48 bits que normalment es representa en hexadecimal.
• Per passar una adreça MAC de binari a hexadecimal es formen grups de 4 bits i es calcula el valor de cada grup en hexadecimal.
• Cada adaptador de xarxa rep una adreça MAC de fàbrica que és única al món, anomenada adreça MAC única global.
• L'entitat encarregada de controlar que les adreces MAC de fàbrica no es repeteixin és l'IEEE.
• L'adreça MAC es divideix en dues parts: l'Identificador Únic d'Organització (OUI) i l'Identificador específic de l'adaptador.

Adreçament MAC de 48 bits: Ús i Funcionament

• El principal ús de les adreces MAC és indicar en cada trama el seu remitent i el seu destinatari d'entre els diferents dispositius que estan compartint el mitjà.
• Normalment, quan un dispositiu detecta una trama al mitjà compartit a través del seu adaptador de xarxa, comença a analitzar la trama per comprovar a qui va dirigida.
• Si l'adreça MAC de destinació de la trama és diferent a l'adreça MAC de l'adaptador, llavors la trama es descarta.

Adreces MAC Especials

• Les adreces MAC especials són les següents:
  • Adreça MAC de difusió o de broadcast
  • Adreça MAC de multidifusió o de multicast
  • Adreça MAC localment administrada
• Adreça MAC de difusió o de broadcast:
  • Quan s'utilitza en una trama l'adreça MAC de “difusió o de broadcast” com a destinació, tots els dispositius del mitjà compartit l'accepten, independentment de l'adreça MAC de la targeta de xarxa dels dispositius.
  • L'adreça MAC de “difusió o de broadcast” és la adreça que té tots els bits a 1, en format hexadecimal correspon a l'adreça FF-FF-FF-FF-FF-FF
• Adreça MAC de multidifusió o de multicast:
  • Quan s'utilitza en una trama l'adreça MAC de “multidifusió o de multicast” com a destinació, la trama pot ser acceptada per diversos dispositius alhora, però aquí, per acceptar la trama, el dispositiu receptor ha d'haver estat configurat per reconèixer la trama.
  • Les adreces MAC de “multidifusió o de multicast” són les que tenen l'últim bit del seu primer byte a 1 (començant per l'esquerra)
• Adreça MAC localment administrada:
  • Quan volem canviar l'adreça MAC del nostre adaptador de xarxa per una altra adreça MAC arbitrària és important que aquesta no coincideixi amb la de cap altre adaptador.

Mode Promiscu

• Quan un adaptador de xarxa es configura en mode promiscu accepta totes les trames que rep, vagin o no destinades a ell.
• Aquesta manera de configuració és especialment útil si volem analitzar tot el trànsit que passa per un determinat punt de la xarxa.

La Capa d'Enllaç: Serveis

• La capa d'enllaç és la primera capa on el hardware es troba amb el software.
• Els serveis habituals que podem trobar en la capa d'enllaç són:
  • Adreçament físic
  • Format de les trames
  • Mètodes d'accés al mitjà
  • Control d'errors
  • Commutació de trames

La Capa d'Enllaç: Adreçament Físic

• L'adreça física o adreça MAC és un número binari que permet identificar els diferents dispositius que es troben connectats a un mateix mitjà compartit.
• Els principals protocols de capa d'enllaç utilitzats a les xarxes locals són:
  • La família de protocols Ethernet (per a les xarxes cablejades)
  • Els protocols IEEE 802.11 (per a les xarxes sense fils)
• Els protocols Ethernet i els protocols IEEE 802.11 utilitzen un mateix tipus d'adreçament físic, l'adreçament MAC de 48 bits.

Adreçament MAC de 48 bits

• Aquest tipus d'adreçament MAC és un nombre binari de 48 bits que normalment es representa en hexadecimal.
• Per passar una adreça MAC de binari a hexadecimal es formen grups de 4 bits i es calcula el valor de cada grup en hexadecimal.
• Cada adaptador de xarxa rep una adreça MAC de fàbrica que és única al món, anomenada adreça MAC única global.
• L'entitat encarregada de controlar que les adreces MAC de fàbrica no es repeteixin és l'IEEE.
• L'adreça MAC es divideix en dues parts: l'Identificador Únic d'Organització (OUI) i l'Identificador específic de l'adaptador.

Adreçament MAC de 48 bits: Ús i Funcionament

• El principal ús de les adreces MAC és indicar en cada trama el seu remitent i el seu destinatari d'entre els diferents dispositius que estan compartint el mitjà.
• Normalment, quan un dispositiu detecta una trama al mitjà compartit a través del seu adaptador de xarxa, comença a analitzar la trama per comprovar a qui va dirigida.
• Si l'adreça MAC de destinació de la trama és diferent a l'adreça MAC de l'adaptador, llavors la trama es descarta.

Adreces MAC Especials

• Les adreces MAC especials són les següents:
  • Adreça MAC de difusió o de broadcast
  • Adreça MAC de multidifusió o de multicast
  • Adreça MAC localment administrada
• Adreça MAC de difusió o de broadcast:
  • Quan s'utilitza en una trama l'adreça MAC de “difusió o de broadcast” com a destinació, tots els dispositius del mitjà compartit l'accepten, independentment de l'adreça MAC de la targeta de xarxa dels dispositius.
  • L'adreça MAC de “difusió o de broadcast” és la adreça que té tots els bits a 1, en format hexadecimal correspon a l'adreça FF-FF-FF-FF-FF-FF
• Adreça MAC de multidifusió o de multicast:
  • Quan s'utilitza en una trama l'adreça MAC de “multidifusió o de multicast” com a destinació, la trama pot ser acceptada per diversos dispositius alhora, però aquí, per acceptar la trama, el dispositiu receptor ha d'haver estat configurat per reconèixer la trama.
  • Les adreces MAC de “multidifusió o de multicast” són les que tenen l'últim bit del seu primer byte a 1 (començant per l'esquerra)
• Adreça MAC localment administrada:
  • Quan volem canviar l'adreça MAC del nostre adaptador de xarxa per una altra adreça MAC arbitrària és important que aquesta no coincideixi amb la de cap altre adaptador.

Mode Promiscu

• Quan un adaptador de xarxa es configura en mode promiscu accepta totes les trames que rep, vagin o no destinades a ell.
• Aquesta manera de configuració és especialment útil si volem analitzar tot el trànsit que passa per un determinat punt de la xarxa.

La Capa d'Enllaç: Format de les Trames

• L'estàndard Ethernet V2 (Ethernet II) defineix una trama (frame) com a PDU (Unitat de dades del protocol) de la capa d'enllaç.
• La trama està formada per una capçalera (Header) i una cua (Trailer) que permeten l'enviament i recepció de dades.

Estructura de la Trama

• La trama està formada pels següents camps:
  • Preàmbul (7 bytes) i delimitador d'inici de trama (SFD, 1 byte) que permeten sincronitzar el receptor amb l'emissor.
  • MAC destí (6 bytes, 48 bits) que correspon a l'adreça MAC del dispositiu destí.
  • MAC origen (6 bytes, 48 bits) que correspon a l'adreça MAC del dispositiu origen.
  • Tipus (2 bytes) que especifica el protocol de la capa xarxa (capa superior) que s'utilitza.
  • Dades (entre 46 i 1500 bytes) que corresponen a les dades que encapsula la trama procedents de les capes superiors.
  • FCS (Frame Check Sequence, 4 bytes, 32 bits) que és un camp de control d'errors que es calcula en l'emissor a partir de tots els bits dels camps de la capçalera i del camp de dades.

Detalls del Camp de Dades

• La longitud del camp de dades pot ser entre 46 i 1500 bytes.
• Si les dades tenen menys de 46 bytes, s'afegeixen bits que després el receptor haurà d'eliminar.
• Si les dades tenen més de 1500 bytes, s'hauran de fragmentar les dades i enviar-les al receptor en diverses trames.
• El límit de 1500 bytes s'anomena MTU (unitat màxima de transmissió del protocol).