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¿Cuáles son los detalles de la transmisión y la recepción de marco que maneja la interfaz LAN?

2012/8/2
Una tarjeta de interfaz LAN (NIC) maneja una porción significativa de las complejidades involucradas en la transmisión y recepción de cuadros. Aquí hay un desglose de los detalles:

Transmisión:

1. Preparación del marco:

* Encapsulación de datos: La NIC recibe paquetes de datos de las capas superiores de la pila de red (generalmente la capa de red - IP). Encapsula estos datos dentro de un marco de capa de enlace de datos. Este marco incluye un encabezado (que contiene direcciones MAC de origen y destino, tipo de cuadro, etc.) y un remolque (que generalmente contiene una secuencia de verificación de cuadro o FCS para la detección de errores). El formato de cuadro específico depende de la tecnología LAN (por ejemplo, Ethernet, token anillo, etc.).

* Agregar encabezado/trailer: La NIC agrega la información necesaria del encabezado y el trailer a los datos.

* Cálculo de suma de verificación: La NIC calcula el FCS (secuencia de verificación de cuadro), que es una suma de verificación utilizada para la detección de errores en el extremo receptor.

2. Control de acceso a medios (Mac):

* Carrier Sense Access múltiples con detección de colisiones (CSMA/CD) (Ethernet): Para las redes Ethernet, la NIC escucha el medio de red (cable) antes de transmitir. Si los medios están ocupados (otro dispositivo está transmitiendo), espera. Si los medios están inactivos, transmite. Si se produce una colisión (dos dispositivos se transmiten simultáneamente), la NIC la detecta y usa un algoritmo de retroceso (por ejemplo, retroceso exponencial) para volver a intentar la transmisión después de un retraso aleatorio.

* Otros métodos MAC: Otras tecnologías LAN utilizan diferentes métodos MAC. Por ejemplo, el anillo de tokens utiliza un mecanismo de token para controlar el acceso a la red.

3. Codificación física:

* Conversión de señal: La NIC convierte los datos del marco digital en las señales eléctricas u ópticas apropiadas para la transmisión a través del medio físico (por ejemplo, cables de cobre de par torcido, cables de fibra óptica). Esto implica codificar los bits de datos en un formato adecuado (por ejemplo, codificación de Manchester).

4. Transmisión:

* Enviando el marco: La NIC transmite las señales codificadas al cable de red.

Recepción:

1. Recepción de señal:

* Señales de recepción: La NIC recibe señales eléctricas u ópticas del cable de red.

2. Decodificación física:

* Conversión de señal: La NIC convierte las señales recibidas nuevamente en datos digitales.

3. Reconocimiento de cuadros:

* Filtrado de dirección MAC: La NIC verifica la dirección MAC de destino en el encabezado del marco recibido. Si la dirección MAC de destino coincide con su propia dirección MAC o es una dirección de transmisión/multidifusión, la NIC procesa el marco. De lo contrario, descarta el marco.

4. Detección de errores:

* Verificación de suma de verificación: La NIC recalcula el FCS y lo compara con el FCS recibido en el trailer del marco. Si hay un desajuste, indica un error, y el marco puede descartarse (o una retransmisión solicitada según el protocolo).

5. Desbapsulación del marco:

* Eliminar encabezado/trailer: La NIC elimina el encabezado y el remolque del marco recibido, extrayendo el paquete de datos original.

6. Entrega de datos:

* Pasando datos por la pila: La NIC pasa el paquete de datos extraídos a las capas más altas de la pila de red (generalmente la capa de red) para su posterior procesamiento y entrega a la aplicación apropiada.

Otras consideraciones:

* interrumpe: La NIC generalmente usa interrupciones para indicar la CPU cuando se ha recibido una trama o cuando se completa la transmisión.

* Buffering: La NIC tiene tampones para almacenar marcos entrantes y salientes temporalmente.

* Software de controlador: El NIC se basa en el software del controlador dentro del sistema operativo para administrar sus funciones e interactuar con el resto de la pila de red.

* Gestión de redes: La NIC podría admitir diversas funciones de gestión de redes, como el monitoreo del estado de enlace y la recopilación de estadísticas.

Esta es una descripción completa. Los detalles específicos pueden variar ligeramente dependiendo del tipo de tecnología LAN y las capacidades de la NIC.

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