INTRODUCCION

7.1 CAPA DE ENLACE DE DATOS: ACCESO AL MEDIO

7.0.1 Introducción del capitulo:

Para sostener nuestras comunicaciones, el modelo OSI divide las funciones de una red de datos en capas.

Para resumir:

• La capa de aplicación provee la interfaz al usuario.

• La capa de transporte es responsable de dividir y manejar las comunicaciones entre los procesos que funcionan en los dos sistemas finales.

• Los protocolos de capa de red organizan nuestros datos de comunicación para que puedan viajar a través de internetworks desde el host que los origina hasta el host destino.

Para que los paquetes de capa de red sean transportados desde el host origen al host destino deben recorrer diferentes redes físicas. Estas redes físicas pueden componerse de diferentes tipos de medios físicos, tales como alambres de cobre, microondas, fibras ópticas y enlaces satelitales. Los paquetes de capas de red no tienen una manera de acceder directamente a estos diferentes medios. La función de la capa de enlace de datos de OSI es preparar los paquetes de la capa de red para ser transmitidos y controlar el acceso a los medios físicos.Este capítulo presenta las funciones generales de la capa de enlace de datos y de los protocolos asociados con ella.

Objetivos de aprendizaje Al completar este capítulo, usted podrá:

• Explicar el papel de los protocolos de capa de enlace de datos en la transmisión de datos.

• Describir cómo la capa de enlace de datos prepara los datos para transmitirlos sobre los medios de red.

• Describir los diferentes tipos de métodos de control de acceso a los medios.

• Identificar 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.

• Explicar el propósito de encapsular paquetes en tramas para facilitar el acceso a los medios.

• Describir 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.

7.1 CAPA DE ENLACE DE DATOS: ACCESO AL MEDIO

7.1.1 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.

7.1.2 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.




7.1.3 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.
A diferencia de otros PDU que han sido analizados en este curso, la trama de la capa de enlace de datos incluye:
• Datos: El paquete desde la Capa de red
• Encabezado: contiene información de control como direccionamiento y está ubicado al comienzo del PDU
• Tráiler: contiene información de control agregada al final del PDU
Estos elementos de trama se analizarán detalladamente más adelante en este capítulo.



7.1.4 Capa de enlace de datos: conexión de servicios de capa superior a los medios:

La capa de enlace de datos existe como una capa de conexión entre los procesos de software de las capas por encima de ella y la capa física debajo de ella. Como tal, prepara los paquetes de capa de red para la transmisión a través de alguna forma de medio, ya sea cobre, fibra o entornos o medios inalámbricos.
En muchos casos, la Capa de enlace de datos está incorporada en una entidad física como tarjeta de interfaz de red (NIC) de Ethernet, que se inserta dentro del bus del sistema de una computadora y hace la conexión entre los procesos de software que se ejecutan en la computadora y los medios físicos. Sin embargo, la NIC no es solamente una entidad física.
El software asociado con la NIC permite que la NIC realice sus funciones de intermediara preparando los datos para la transmisión y codificando los datos como señales que deben enviarse sobre los medios asociados.



7.1.5 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. Las organizaciones de ingeniería que definen estándares y protocolos abiertos que se aplican a la capa de enlace de datos incluyen:
• Organización Internacional para la Estandarización (ISO)
• Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE)
• Instituto Nacional Estadounidense de Estándares (ANSI)
• Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU)