Capitulo07 capa-de-enlace-de-datos

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1. 7CAPADEENLACEDEDATOS7.0INTRODUCCINDELCAPITULO7.0.1IntroduccindelcapituloParasostenernuestrascomunicaciones,elmodeloOSIdividelasfuncionesdeunareddedatosencapas.Pararesumir:x Lacapadeaplicacinproveelainterfazalusuario.x Lacapadetransporteesresponsablededividirymanejarlascomunicacionesentrelosprocesosquefuncionanenlosdossistemasfinales.x Losprotocolosdecapaderedorganizannuestrosdatosdecomunicacinparaquepuedanviajaratravsdeinternetworksdesdeelhostquelosoriginahastaelhostdestino.Paraquelospaquetesdecapaderedseantransportadosdesdeelhostorigenalhostdestinodebenrecorrerdiferentesredesfsicas.Estasredesfsicaspuedencomponersedediferentestiposdemediosfsicos,talescomoalambresdecobre,microondas,fibraspticasyenlacessatelitales.Lospaquetesdecapasderednotienenunamaneradeaccederdirectamenteaestosdiferentesmedios.LafuncindelacapadeenlacededatosdeOSIesprepararlospaquetesdelacapaderedparasertransmitidosycontrolarelaccesoalosmediosfsicos.Estecaptulopresentalasfuncionesgeneralesdelacapadeenlacededatosydelosprotocolosasociadosconella.ObjetivosdeaprendizajeAlcompletarestecaptulo,ustedpodr:x Explicarelpapeldelosprotocolosdecapadeenlacededatosenlatransmisindedatos.x Describircmolacapadeenlacededatospreparalosdatosparatransmitirlossobrelosmediosdered.x Describirlosdiferentestiposdemtodosdecontroldeaccesoalosmedios.x Identificarvariastopologascomunesderedlgicaydescribircmolatopologalgicadeterminaelmtododecontroldeaccesoalosmediosparaesared.x Explicarelpropsitodeencapsularpaquetesentramasparafacilitarelaccesoalosmedios.x DescribirlaestructuradetramadelaCapa2eidentificarcamposgenricos.x Explicarelpapeldeloscamposclavedeencabezadodetramaytriler,loqueincluyedireccionamiento,calidaddeservicio,tipodeprotocoloysecuenciadeverificacindetrama. 2. 7.1CAPADEENLACEDEDATOS:ACCESOALMEDIO7.1.1Capadeenlacededatos:soporteyconexinaserviciosdecapasuperiorLacapadeenlacededatosproporcionaunmedioparaintercambiardatosatravsdemedioslocalescomunes.Lacapadeenlacededatosrealizadosserviciosbsicos:Permitealascapassuperioresaccederalosmediosusandotcnicas,comotramas.Controlacmolosdatosseubicanenlosmediosysonrecibidosdesdelosmediosusandotcnicascomocontroldeaccesoalosmediosydeteccindeerrores.ComoconcadaunadelascapasOSI,existentrminosespecficosparaestacapa:Trama:elPDUdelacapadeenlacededatos.Nodo:lanotacindelaCapa2paradispositivosderedconectadosaunmediocomn.Medios/medio(fsico)*:losmediosfsicosparalatransferenciadeinformacinentredosnodos.Red(fsica)**:dosomsnodosconectadosaunmediocomn.Lacapadeenlacededatosesresponsabledelintercambiodetramasentrenodosatravsdelosmediosdeunaredfsica. 3. *Esimportantecomprenderelsignificadodelaspalabrasmedioymediosenelcontextodeestecaptulo.Aqu,estaspalabrasserefierenalmaterialquerealmentetransportalassealesquerepresentanlosdatostransmitidos.Losmediossonelcabledecobre,lafibrapticafsicosoelentornoatravsdeloscualeslasealviaja.Enestecaptulo,mediosnoserefiereaprogramacindecontenidotalcomoaudio,animacin,televisinyvideo,comoseutilizaalreferirseacontenidosdigitalesymultimedia.**Unaredfsicaesdiferentedeunaredlgica.Lasredeslgicassedefinenenlacapaderedmediantelaconfiguracindelesquemadedireccionamientojerrquico.Lasredesfsicasrepresentanlainterconexindedispositivosdemedioscomunes.Algunasveces,unaredfsicatambinesllamadasegmentodered.AccesoalmediodelacapasuperiorComohemosmencionado,unmodeloderedpermitequecadacapafuncioneconunmnimointersporlospapelesdelasotrascapas.Lacapadeenlacededatosrelevaalascapassuperioresdelaresponsabilidaddecolocardatosenlaredyderecibirdatosdelared.Estacapaproporcionaserviciosparasoportarlosprocesosdecomunicacinparacadamedioporelcualsetransmitirnlosdatos.Encualquierintercambiodepaquetesdecapasdered,puedehabermuchastransicionesdemediosycapadeenlacededatos.Encadasaltoalolargodelaruta,undispositivointermediario,generalmenteunrouter,aceptalastramasdeunmedio,desencapsulalatramayluegoenvaelpaqueteaunanuevatramaapropiadaparalosmediosdetalsegmentodelaredfsica. 4. Imagineunaconversacindedatosentredoshostsdistantes,comounaPCenParsconunservidordeInternetenJapn.AunquelosdoshostspuedancomunicarseconsusProtocolosdecapaderedpar(porejemplo,IP)esprobablequenumerososProtocolosdecapadeenlacededatosseestnusandoparatransportarpaquetesIPatravsdevariostiposdeLANyWAN.Esteintercambiodepaquetesentredoshostsrequiereunadiversidaddeprotocolosquedebeexistirenlacapadeenlacededatos.Cadatransicinaunrouterpuederequerirunprotocolodecapadeenlacededatosdiferenteparaeltransporteaunmedionuevo.Observeenlafiguraquecadaenlaceentredispositivosutilizaunmediodiferente.EntrelaPCyelrouterpuedehaberunenlaceEthernet.Losroutersestnconectadosatravsdeunenlacesatelitalylacomputadoraporttilestconectadaatravsdeunenlaceinalmbricoalltimorouter.Enesteejemplo,comounpaqueteIPviajadesdelaPChastalacomputadoraporttil,serencapsuladoenlatramaEthernet,desencapsulado,procesadoyluegoencapsuladoenunanuevatramadeenlacededatosparacruzarelenlacesatelital.Paraelenlacefinal,elpaqueteutilizarunatramadeenlacededatosinalmbricadesdeelrouteralacomputadoraporttil.Lacapadeenlacededatosaslademaneraefectivalosprocesosdecomunicacinenlascapassuperioresdesdelastransicionesdemediosquepuedenproducirsedeextremoaextremo.Unpaqueteserecibedeunprotocolodecapasuperiorysedirigeaste,enestecasoIpv4oIpv6,quenonecesitasaberqumediodecomunicacinutilizar.Sinlacapadeenlacededatos,unprotocolodecapadered,talcomoIP,tendraquetomarmedidasparaconectarsecontodoslostiposdemediosquepudieranexistiralolargodelarutadeenvo.Msan,IPdeberaadaptarsecadavezquesedesarrolleunanuevatecnologaderedomedio.Esteprocesodificultaralainnovacinydesarrollodeprotocolosymediosdered.steesunmotivoclaveparausarunmtodoencapaseninterconexinderedes.Elrangodelosserviciosdelacapadeenlacededatostienequeincluirtodoslostiposdemediosactualmenteutilizadosylosmtodosparaaccederaellos.Debidoalacantidaddeserviciosdecomunicacinprovistosporlacapadeenlacededatos,esdifcilgeneralizarsupapelyproporcionarejemplosdeunconjuntodeserviciosgenricos.Poresarazn,notequecualquierprotocolodadopuedeonopuedesoportartodosestosServiciosdecapadeenlacededatos.ISO7498http://www.sigcomm.org/standards/iso_stds/OSI_MODEL/ISO_IEC_7498r1.TXTInternetworkingBasicshttp://www.cisco.com/univercd/cc/td/doc/cisintwk/ito_doc/introint.htm#wp1020777MTUhttp://www.tcpipguide.com/free/t_IPDatagramSizeMaximumTransmissionUnitMTUFragmentat.htm 5. 7.1.2Capadeenlacededatos:controldelatransferenciaatravsdemedioslocalesLosprotocolosdelaCapa2especificanlaencapsulacindeunpaqueteenunatramaylastcnicasparacolocarysacarelpaqueteencapsuladodecadamedio.Latcnicautilizadaparacolocarysacarlatramadelosmediossellamamtododecontroldeaccesoalmedio.Paraquelosdatossetransfieranalolargodeunacantidaddemediosdiferentes,puedequeserequierandiferentesmtodosdecontroldeaccesoalmedioduranteelcursodeunanicacomunicacin.Cadaentornoderedquelospaquetesencuentrancuandoviajandesdeunhostlocalhastaunhostremotopuedetenercaractersticasdiferentes.Porejemplo:unentornoderedpuedecomponersedemuchoshostsdisputandoelaccesoaunmediodereddeformaadhoc.Otroentornopuedecomponersedeunaconexindirectaentreslodosdispositivossobreloscualesfluyenlosdatosdemanerasecuencialcomobitsdemaneraordenada.Losmtodosdecontroldeaccesoalmediodescritosenlosprotocolosdecapadeenlacededatosdefinenlosprocesosporloscualeslosdispositivosderedpuedenaccederalosmediosderedytransmitirmarcosendiferentesentornosdered.Unnodoqueesundispositivofinalutilizaunadaptadorparahacerlaconexinalared.Porejemplo:paraconectarseaunaLAN,eldispositivousaralatarjetadeinterfazdered(NIC)paraconectarsealosmediosLAN.Eladaptadoradministralatramayelcontroldeaccesoalosmedios.Endispositivosintermediarios,talescomounrouterdondelostiposdemediospuedencambiarparacadaredconectada,seutilizandiferentesinterfacesfsicasenelrouterparaencapsularelpaqueteenlatramaapropiadayseutilizaunmtododecontroldeaccesoalosmediosadecuadoparaaccederacadaenlace.ElrouterdelafiguratieneunainterfazEthernetparaconectarsealaLANyunainterfazserialparaconectarsealaWAN.Amedidaqueelrouterprocesatramas,utilizarlosserviciosdelacapadeenlacededatospararecibirlatramadesdeunmedio,desencapsularloenlaPDUdelaCapa3,reencapsularlaPDUenunatramanuevaycolocarlatramaenelmediodelsiguienteenlacedelared. 6. 7.1.3Capadeenlacededatos:creacindeunatramaLadescripcindeunatramaesunelementoclavedecadaprotocolodecapadeenlacededatos.Losprotocolosdecapadeenlacededatosrequiereninformacindecontrolparapermitirquelosprotocolosfuncionen.Lainformacindecontrolpuedeindicar:x Qunodosestnencomunicacinconotrosx Cundocomienzaycundoterminalacomunicacinentrenodosindividualesx Querroresseproducenmientraslosnodossecomunicanx QunodossecomunicarnluegoLaCapadeenlacededatospreparaunpaqueteparatransportaratravsdelosmedioslocalesencapsulndoloconunencabezadoyuntrilerparacrearunatrama.AdiferenciadeotrosPDUquehansidoanalizadosenestecurso,latramadelacapadeenlacededatosincluye:x Datos:ElpaquetedesdelaCapaderedx Encabezado:contieneinformacindecontrolcomodireccionamientoyestubicadoalcomienzodelPDUx Triler:contieneinformacindecontrolagregadaalfinaldelPDUEstoselementosdetramaseanalizarndetalladamentemsadelanteenestecaptulo.FormateodedatosparalatransmisinCuandolosdatosviajanporlosmedios,seconviertenenunstreamdebits,oen1y0.Siunnodoestrecibiendostreamsdebitslargoscmodeterminadndecomienzayterminalatramaoqubitsrepresentanunadireccin?Eltramadorompeelstreamenagrupacionesdescifrables,conlainformacindecontrolinsertadaenelencabezadoytrilercomovaloresencamposdiferentes.Esteformatobrindaalassealesfsicasunaestructuraquepuedeserrecibidaporlosnodosydecodificadaenpaqueteseneldestino. 7. Lostiposdecampostpicosincluyen:x Camposindicadoresdecomienzoydetencin:Lmitesdecomienzoyfinalizacindelatramax Nombrarodireccionarcamposx Campotipo:EltipodePDUcontenidoenlatramax Calidad:camposdecontrolx Campodedatos:Cargadetramas(Paquetedecapadered)Camposenelextremofinaldelatramadesdeeltriler.Estoscamposseutilizanparaladeteccindeerroresymarcanelfinaldelatrama.Notodoslosprotocolosincluyentodosestoscampos.Losestndaresparaunprotocolodeenlacededatosdefinenelformatorealdelatrama.Losejemplosdeformatosdetramasseanalizarnalfinaldeestecaptulo.7.1.4Capadeenla