Propósito de la capa de enlace de datos - CCNA V6.0
Modulo 1.
Capítulo 4 - Acceso a la red.
Sección 4.3 - Protocolos de la capa de enlace de datos.
Tema 4.3.1 - Propósito de la capa de enlace de datos.
4.3.1.1 La capa de enlace de datos.
La capa de enlace de datos del modelo OSI (Capa 2), como se muestra en la figura 1, es responsable de lo siguiente:
- Permite a las capas superiores acceder a los medios.
- Acepta paquetes de la capa 3 y los empaqueta en tramas.
- Prepara los datos de red para la red física.
- Controla la forma en que los datos se colocan y reciben en los medios.
- Intercambia tramas entre los nodos en un medio de red físico, como UTP o fibra óptica.
- Recibe y dirige paquetes a un protocolo de capa superior.
- Lleva a cabo la detección de errores
La notación de la capa 2 para los dispositivos de red conectados a un medio común se denomina “nodo”. Los nodos crean y reenvían tramas. Como se muestra en la figura 2, la capa de enlace de datos OSI es responsable del intercambio de tramas Ethernet entre los nodos de origen y de destino a través de un medio de red físico.
La capa de enlace de datos separa de manera eficaz las transiciones de medios que ocurren a medida que el paquete se reenvía desde los procesos de comunicación de las capas superiores. La capa de enlace de datos recibe paquetes de un protocolo de capa superior y los dirige a un protocolo de las mismas características, en este caso, IPv4 o IPv6. Este protocolo de capa superior no necesita saber qué medios utiliza la comunicación.
4.3.1.2 Subcapas de enlace de datos.
La capa de enlace de datos se divide en dos subcapas:
- Control de enlace lógico (LLC): esta subcapa superior se comunica con la capa de red. Coloca en la trama información que identifica qué protocolo de capa de red se utiliza para la trama. Esta información permite que varios protocolos de la Capa 3, tales como IPv4 e IPv6, utilicen la misma interfaz de red y los mismos medios.
- Control de acceso al medio (MAC): se trata de la subcapa inferior, que define los procesos de acceso al medio que realiza el hardware. Proporciona direccionamiento de la capa de enlace de datos y acceso a varias tecnologías de red.
En la figura, se muestra la forma en que la capa de enlace de datos se divide en las subcapas LLC y MAC. La subcapa LLC se comunica con la capa de red, mientras que la subcapa MAC admite diversas tecnologías de acceso de red. Por ejemplo, la subcapa MAC se comunica con la tecnología LAN Ethernet para enviar y recibir las tramas a través de cables de cobre o de fibra óptica. La subcapa MAC también se comunica con tecnologías inalámbricas como Wi-Fi y Bluetooth para enviar y recibir tramas en forma inalámbrica.
4.3.1.3 Control de acceso al medio.
Los protocolos de la Capa 2 especifican la encapsulamiento 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.
A medida que los paquetes se transfieren del host de origen al host de destino, generalmente deben atravesar diferentes redes físicas. Estas redes físicas pueden constar de diferentes tipos de medios físicos, como cables de cobre, fibra óptica y tecnología inalámbrica compuesta por señales electromagnéticas, frecuencias de radio y microondas, y enlaces satelitales.
Sin la capa de enlace de datos, un protocolo de capa de red, tal como IP, tendría que tomar medidas para conectarse con todos los tipos de medios que pudieran existir a lo largo de la ruta de envío. Más aún, IP debería adaptarse cada vez que se desarrolle una nueva tecnología de red o medio. Este proceso dificultaría la innovación y desarrollo de protocolos y medios de red. Este es un motivo clave para usar un método en capas en interconexión de redes.
En la figura, se proporciona un ejemplo de una PC en París que se conecta a una PC portátil en Japón. Si bien los dos hosts se comunican exclusivamente mediante el protocolo IP, es probable que se utilicen numerosos protocolos de capa de enlace de datos para transportar los paquetes IP a través de diferentes tipos de redes LAN y WAN. Cada transición a un router puede requerir un protocolo de capa de enlace de datos diferente para el transporte a un medio nuevo.
4.3.1.4 Provisión de acceso a los medios.
Durante una misma comunicación, pueden ser necesarios distintos métodos de control de acceso al medio. Cada entorno de red que los paquetes encuentran cuando viajan desde un host local hasta un host remoto puede tener características diferentes. Por ejemplo, una LAN Ethernet consta de muchos hosts que compiten por acceder al medio de red. Los enlaces seriales constan de una conexión directa entre dos dispositivos únicamente.
Las interfaces del router encapsulan el paquete en la trama correspondiente, y se utiliza un método de control de acceso al medio adecuado para acceder a cada enlace. En cualquier intercambio de paquetes de capas de red, puede haber muchas transiciones de medios y capa de enlace de datos.
En cada salto a lo largo de la ruta, los routers realizan lo siguiente:
- Aceptan una trama proveniente de un medio.
- Desencapsulan la trama.
- Vuelven a encapsular el paquete en una trama nueva.
- Reenvían la nueva trama adecuada al medio de ese segmento de la red física.
El router de la figura tiene una interfaz Ethernet para conectarse a la LAN y una interfaz serial para conectarse a la WAN. A medida que el router procesa tramas, utilizará los servicios de la capa de enlace de datos para recibir la trama desde un medio, desencapsularlo en la PDU de la Capa 3, volver a encapsular la PDU en una trama nueva y colocar la trama en el medio del siguiente enlace de la red.
4.3.1.5 Estándares de la capa de enlace de datos.
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 la petición 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, el IETF no define las funciones ni la operación de esa capa de acceso a la red del modelo.
Las organizaciones de ingeniería que definen estándares y protocolos abiertos que se aplican a la capa de enlace de datos incluyen:
- Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE)
- Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU)
- Organización Internacional para la Estandarización (ISO)
- Instituto Nacional Estadounidense de Estándares (ANSI)
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