Objetivos de aprendizaje del capitulo:
Capa de enlace de datos.
vExplicar el papel de los protocolos de capa
de enlace de datos en la transmisión de datos.
vDescribir cómo la capa de enlace de datos
prepara los datos para transmitirlos sobre los medios de red.
vDescribir los diferentes tipos de métodos de
control de acceso a los medios.
vIdentificar varias topologías comunes de red
lógica y describir cómo la topología lógica determina el método de control de acceso a los medios para esa
red.
vExplicar el propósito de encapsular paquetes
en tramas para facilitar el acceso a los medios.
vDescribir la estructura de trama de la Capa 2
e identificar campos genéricos.
Explicar el papel de los campos clave de
encabezado de trama y tráiler, lo que incluye direccionamiento, calidad de servicio, tipo de protocolo y
secuencia de verificación de trama.
CAPA DE ENLACE DE
DATOS:
ACCESO AL MEDIO.
Capa de enlace de
datos: soporte y conexión a servicios de capa superior.
La capa de enlace de datos proporciona un
medio para intercambiar datos a través de medios locales comunes.
La capa de enlace de datos realiza dos
servicios básicos:
§Permite a las capas superiores acceder a
los medios usando técnicas, como tramas.
§Controla cómo los datos se ubican en los
medios y son recibidos desde los medios usando técnicas como control de acceso a los medios y detección de errores.
Como con cada una de las capas OSI,
existen términos específicos para esta capa:
§Trama: el PDU de la capa de enlace de
datos.
§Nodo: la notación de la Capa 2 para
dispositivos de red conectados a un medio común.
§Medios/medio (físico): los medios
físicos para la transferencia de información entre dos nodos.
§Red (física): dos o más nodos
conectados a un medio común.
§La capa de enlace de datos es responsable
del intercambio de tramas entre nodos a través de los medios de una red física.
Es importante comprender el significado
de las palabras medio y medios en el contexto de este capítulo. Aquí, estas palabras se refieren al material que
realmente transporta las señales que representan los datos transmitidos. Los
medios son el cable de cobre, la fibra óptica
físicos o el entorno a través de los cuales la señal viaja. En este capítulo,
medios no se refiere a programación de contenido
tal como audio, animación, televisión y vídeo como se utiliza al referirse a contenidos digitales y multimedia.
Una red física es diferente de una red
lógica. Las redes lógicas se definen en la capa de red mediante la
configuración del esquema de direccionamiento
jerárquico. Las redes físicas representan la interconexión de dispositivos de
medios comunes. Algunas veces, una red física
también es llamada segmento de red.
Capa de enlace de
datos: control de la transferencia a través de medios locales.
Los protocolos de la Capa 2 especifican
la encapsulación de un paquete en una trama y las técnicas para colocar y sacar el paquete encapsulado de cada medio. La
técnica utilizada para colocar y sacar la trama de los medios se llama método de control de acceso al medio. Para que los
datos se transfieran a lo largo de una cantidad de medios diferentes, puede que se requieran diferentes métodos de
control de acceso al medio durante el curso de una única comunicación.
Cada entorno de red que los paquetes
encuentran cuando viajan desde un host local hasta un host remoto puede tener características diferentes. Por ejemplo: un entorno de
red puede componerse de muchos hosts disputando el acceso a un medio de red de forma ad hoc. Otro
entorno puede componerse de una conexión directa entre sólo dos dispositivos sobre los cuales fluyen los datos de manera
secuencial como bits de manera ordenada.
Los métodos de control de acceso al
medio descritos en los protocolos de capa de enlace de datos definen los procesos por los cuales los dispositivos de
red pueden acceder a los medios de red y transmitir marcos en diferentes
entornos de red.
Un nodo que es un dispositivo final
utiliza un adaptador para hacer la conexión a la red. Por ejemplo: para
conectarse a una LAN, el dispositivo usaría la tarjeta de
interfaz de red (NIC) para conectarse a los medios LAN. El adaptador administra la trama y el control de acceso a los
medios.
Capa de enlace de
datos: creación de una trama.
La descripción de una trama es un
elemento clave de cada protocolo de capa de enlace de datos. Los protocolos de capa de enlace de datos requieren información de
control para permitir que los protocolos funcionen. La información de control puede indicar:
• Qué nodos están en comunicación con
otros
• Cuándo comienza y cuándo termina la
comunicación entre nodos individuales
• Qué errores se producen mientras los
nodos se comunican
• Qué nodos se comunicarán luego.
La Capa de enlace de datos prepara un
paquete para transportar a través de los medios locales encapsulándolo con un
encabezado y un tráiler para crear una
trama.
Estos elementos de trama se analizarán
detalladamente más adelante en este capítulo.
Formateo de datos
para la transmisión.
Cuando los datos viajan por los medios,
se convierten en un stream de bits, o en 1 y 0. Si un nodo está recibiendo streams de bits largos ¿cómo determina
dónde comienza y termina la trama o qué bits representan una dirección?
El tramado rompe el stream en
agrupaciones descifrables, con la información de control insertada en el
encabezado y tráiler como valores en campos
diferentes. Este formato brinda a las señales físicas una estructura que puede
ser recibida por los nodos y decodificada en
paquetes en el destino.
Los tipos de campos típicos incluyen:
• Campos indicadores de comienzo y
detención: Límites de concomiendo y finalización de la trama
• Nombrar o direccionar campos
• Campo tipo: El tipo de PDU contenido en
la trama
• Calidad: campos de control
• Campo de datos: Carga de tramas
(Paquete de capa de red)
Subcapas de enlace
de datos.
Para sostener una gran variedad de
funciones de red, la capa de enlace de datos a menudo se divide en dos subcapas: una subcapa superior y una subcapa inferior.
• La subcapa superior define los procesos
de software que proveen servicios a los Protocolos de capa de red.
• La subcapa inferior define los procesos
de acceso a los medios realizados por el hardware. Separar la Capa de enlace de datos en subcapas
permite a un tipo de trama definida por la capa superior acceder a diferentes tipos de medios definidos por la capa
inferior. Tal es el caso en muchas tecnologías LAN, incluida Ethernet.
Las dos subcapas comunes de LAN son:
Control de enlace lógico
El control de enlace lógico (LLC) coloca
información en la trama que identifica qué protocolo de capa de red está siendo utilizado por la trama. Esta información permite
que varios protocolos de la Capa 3, tales como IP e IPX, utilicen la misma interfaz de red y los mismos medios.
Control de acceso al medio
El control de acceso al medio (MAC)
proporciona a la capa de enlace de datos el direccionamiento y la delimitación de datos de acuerdo con los requisitos de
señalización física del medio y al tipo de protocolo de capa de enlace de datos
enuso.
Capa de enlace de
datos: Estándares.
A diferencia de los protocolos de las
capas superiores del conjunto TCP/IP, los protocolos de capa de enlace de datos generalmente no están definidos por solicitudes de
comentarios (RFC). A pesar de que el Grupo de trabajo de ingeniería de Internet (IETF) mantiene los protocolos y
servicios funcionales para la suite de protocolos TCP/IP en las capas superiores, la IETF no define las funciones ni la
operación de esa capa de acceso a la red del modelo. La capa de acceso de red TCP/IP es el equivalente de las capas
de enlace de datos OSI y la física. Estas dos capas se verán en capítulos separados para un análisis más detallado.
Los protocolos y servicios funcionales en
la Capa de enlace de datos son descriptos por organizaciones de ingeniería (como IEEE, ANSI y ITU) y compañías en
comunicaciones. Las organizaciones de ingeniería establecen estándares y protocolos públicos y abiertos. Las compañías de
comunicaciones pueden establecer y utilizar protocolos propios para aprovechar los nuevos avances en tecnología u
oportunidades de mercado.
Los servicios y especificaciones de la
capa de enlace de datos se definen mediante varios estándares basados en una variedad de tecnologías y medios a los cuales se
aplican los protocolos. Algunos de estos estándares integran los
servicios de la Capa 2 y la Capa 1.
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