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La capa de enlace de datos - Coggle Diagram
La capa de enlace de datos
Conceptos de capa de enlace de datos
1.Los elementos de la capa de enlace son los siguientes:
Tama: La PDU de la capa de enlace de datos.
Dispositivos de red: se agrupan en dos categorías:
Nodos: son dispositivos direccionables a nivel de la capa de red, es decir, tienen asociada una dirección de red
Dispositivos de acceso al medio: son aquellos dispositivos que operan únicamente a nivel de las capas de enlace y física y cuya finalidad principal es ofrecer un punto de acceso a un medio de transmisión.
2 Capa de enlace de datos
La función de la capa de enlace de datos de OSI es preparar los paquetes de la capa
3 Servicios típicos de la capa de enlace de datos
Entramado: trama, con cabecera (y a veces cola)
Métodos de acceso al medio:
relativamente simple (P2P)
relativamente complejo (enlaces de difusión)
Sincronismo: procedimiento que permite sincronizar el reloj del receptor con el del emisor para poder reconocer los bits transmitidos. A veces la sincronización es tan sencilla como enviar una cadena preestablecida de bits al inicio de cada trama.
Direccionamiento físico
Dirección física o dirección MAC.
Identificar de forma unívoca cada nodo
Control de flujo: Algunos protocolos de nivel de enlace llevan a cabo un control de flujo, que se encarga de ajustar la velocidad de envío de las tramas a la velocidad de procesamiento del nodo receptor, de tal forma que no se pierdan tramas por desbordamiento de su memoria intermedia (buffer).
Detección y corrección de errores
Los protocolos del nivel de enlace suelen ofrecer algún mecanismo para la detección de los errores que pueden producirse durante el transporte de la trama a través del enlace.
En ese caso el receptor puede detectar que una trama contiene errores y puede, dependiendo de las características del protocolo, realizar dos acciones: descartar la trama y solicitar la retransmisión de la trama.
Entrega fiable: No todos los protocolos implementan todos los servicios descritos, sino que cada protocolo utiliza aquellos que le son más convenientes. Existen:
Protocolos simples y rápidos, pero poco fiables, que son eficientes en medios de transmisión muy fiables como la fibra óptica o los pares trenzados de Cu.
Multiplexación: Consiste en la capacidad de enviar PDU de diferentes protocolos de la capa de red a través del mismo enlace. Para ello se etiquetan las tramas de algún modo indicando el protocolo que se está encapsulando. De esta forma el receptor pueda reconocer que transporta esa trama sin necesidad de analizar los datos encapsulados. Esto le puede permitir dar un trato distinto a cada trama en función del protocolo que transporta.
4 Implementación de estos servicios
La estructura interna de un adaptador de red suele constar de los siguientes elementos funcionales:
Conector de red: a través de él, el adaptador se conecta al medio físico de transmisión y envía o recibe señales
Transceptor: Es el elemento encargado de convertir las señales en bits y los bits en señales.
Chip controlador: es un chip de propósito específico que se encarga de implementar la mayor parte de los servicios de la capa de enlace
Memoria intermedia o buffer: pequeña memoria que almacena temporalmente las transmisiones entrantes pendientes de ser tratadas por el chip controlador.
Memoria ROM/Flash BIOS o análoga: almacena la configuración por defecto y la dirección MAC de fábrica del adaptador.
Conexión con el bus de la computadora o dispositivo que alberga el adaptador: a este mismo bus se encuentran conectadas directa o indirectamente la CPU y la memoria principal. Puede tratarse de un conector integrado en la placa base, una conexión PCI, PCIe, PCMCIA, USB.
Aunque la mayor parte de las funciones de la capa de enlace son implementadas por el adaptador de red, otra parte, muy unida al software, es desarrollada por la CPU de la propia computadora o dispositivo.
Estas funciones son:
En el lado del emisor:
La recepción
La incorporación
La actividad
La respuesta a las interrupciones procedentes del chip controlador (al recibir una trama).
La gestión de los errores el paso de los datos que estaban encapsulados en las tramas recibidas hacia la capa de red
2 Direccionamiento físico
2.1 Direccionamiento MAC de 48 bits
Cada adaptador de red recibe una dirección MAC de fábrica que es única en el mundo
De esta forma se puede asegurar que, si se utilizan las direcciones MAC de fábrica, nunca coincidirán dos dispositivos con una misma dirección MAC en una misma red local.
La entidad encargada de controlar que las direcciones MAC de fábrica no se repitan es el IEEE.
Para llevar a cabo este control divide la dirección MAC en dos partes:
Los 24 primeros bits reciben el nombre de identificador único de la organización (OUI)
Los últimos 24 bits los asigna el fabricante, teniendo en cuenta la obligación de que sean distintos para cada adaptador
Si queremos localizar el fabricante de una tarjeta de red a partir de su dirección MAC lo podemos hacer en la siguiente dirección en la que se recopilan
Dirección MAC de difusión o de broadcast
Es la que tiene todos los bits a 1, en notación hexadecimal.
Cuando se utiliza esta dirección como destino de una trama, todos los dispositivos del medio compartido la aceptan, independientemente de cuál sea su dirección MAC configurada como propia.
Su funcionamiento es similar al de la dirección MAC
Las direcciones MAC reservadas para este propósito son las que tienen el octavo bit 1
La región de una red donde dos tramas pueden colisionar recibe el nombre de dominio de colisión.
Los hubs y los repetidores propagan colisiones.
Los conmutadores, los puentes y los routers no propagan colisiones.
Los conmutadores no separan los dominios de difusión
Un dominio de difusión es aquel por donde se propaga una trama de broadcast una vez lanzada al medio.
Los repetidores, los hubs, los puentes y los switches propagan las tramas de broadcast.
Los routers no propagan las tramas de difusión.
Dispositivos de la capa de enlace
8.1 Puentes (bridges)
Un puente o bridge es un dispositivo que une dos enlaces de distinta naturaleza, por ejemplo, cableado de coaxial con cableado de pares trenzados.
8.2 Conmutadores (switches)
Procesan las tramas
Almacenan la información