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Capa de Enlace y Capa de Red
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Capa de Enlace y Capa de Red

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Presentación para la cátedra de Electiva VI Teleprocesos

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  • 1. República Bolivariana de VenezuelaMinisterio para el Poder Popular para la Educación Universitaria Instituto Universitario Politécnico Santiago Mariño Extensión Maracay Capa de Enlace Y Capa de red     Autor:   Pérez Gustavo Cl. 20.355.786
  • 2. CAPA DE ENLACE La Capa de Enlace de Datos es la responsable del intercambio de datos entre un host cualquiera y la red a la que está conectado, permitiendo la correcta comunicación y trabajo conjunto entre las capas superiores (Red, Transporte y Aplicación) y el medio físico de transporte de datos.Su principal objetivo es proporcionar una comunicación eficiente, libre deerrores, entre dos máquinas adyacentes, pertenecientes a la mismared/subred. Para ello se encarga de la notificación de errores, la topologíade la red y el control de flujo en la transmisión de tramas.
  • 3. CAPA DE ENLACELa Capa de Enlace de Datos proporciona sus serviciosa la Capa de Red, suministrando un tránsito de datosconfiable a través de un enlace físico. Al hacerlo, lacapa de enlace de datos se ocupa deldireccionamiento físico (comparado con el lógico), latopología de red, el acceso a la red, la notificación deerrores, formación y entrega ordenada de tramas ycontrol de flujo. Por lo tanto, su principal misión esconvertir el medio de transmisión en un medio librede errores de cualquier tipo. El objetivo del nivel de enlace es conseguir que la información fluya, libre de errores, entre dos máquinas que estén conectadas directamente (servicio orientado a conexión). Para lograr este objetivo tiene que montar bloques de información (llamados tramas en este nivel), dotarles de una dirección de nivel de enlace, gestionar la detección o corrección de errores, y ocuparse del control de flujo entre equipos (para evitar que un equipo más rápido desborde a uno más lento). Cuando el medio de comunicación está compartido entre más de dos equipos es necesario arbitrar el uso del mismo. Esta tarea se realiza en el subnivel de acceso al medio.
  • 4. CAPA DE ENLACE Servicio sin acuse sin conexión La maquina fuente envía marcos independientes a la maquina destino sin esperar que los reconozca o acuse el recibo. No se establece conexión de antemano ni se libera después. Si se pierde un marco por ruido no se intenta recuperarlo en la capa de enlace de datos. Esta clase de servicio es apropiada cuando la taza de errores es muy baja , para el trafico en tiempo real , como la voz. Servicio con acuse sin conexión Cada marco enviado es reconocido individualmente, así el transmisor sabe si el marco ha llegado bien o no, si no ha llegado en un tiempo especificado, puede enviarse de nuevo. El problema con esta estrategia es que los mensaje tardan mucho en pasar. Este servicio es útil en canales inestables, como los de los sistemas inalámbricos Servicio con acuse orientado a la conexión Las maquinas de origen y destino establecen una conexión antes de transferir los datos.
  • 5. CAPA DE ENLACEFragmentos La capa de enlace de datos usa la capa física como un “tubo” de bits. Para detectar y corregir errores la capa de enlace de datos divide los datos en fragmentos, agregando información tal como: Suma de verificación (CRC). Indicadores de inicio y fin con relleno. Conteo de caracteres.Control de Errores Solo es posible en un servicio con acuse de recibo. Por cada fragmento enviado se espera uno de retorno que indique si la transmisión fue exitosa o no. También se usa un temporizador para detectar fragmento de control perdidos.Control de Flujo Consiste en regular la velocidad de transmisión de datos de forma de no saturar al receptor. Los protocolos de esta capa contienen reglas precisas que indican cuando es posible enviar un fragmento. Con frecuencia el receptor autoriza implícita o explícitamente la transmisión.
  • 6. CAPA DE ENLACETarjetas de redPara realizar todas estas funciones, la Capa de Enlace de Datos se basa enun componente físico fundamental, la tarjeta de red.Tarjetas de red.El componente físico fundamental de esta capa es la tarjeta de red,también denominada NIC, situada normalmente en un PC en la partetrasera del mismo, encontrándose conectada al medio de transmisiónmediante conectores Jack RJ-45. Cada tarjeta de red posé un número identificador único, grabado en la memoria ROM de la misma por el fabricante, que se denomina dirección física o dirección de Control de Acceso al Medio, MAC , que identifica de forma unívoca al ordenador que la posé. Cuando se arranca una máquina, la dirección MAC se copia en la memoria RAM, para tenerla siempre a mano. La dirección física está formada por 32 bits, que se representan por medio de 6 bytes hexadecimales, del tipo 00-00-0D-1A- 12-35, de los cuales los 3 primeros (24 bits), denominados Identificador Organicional Unico (UOI) son asignados al fabricante concreto, y los 3 últimos (24 bits) los asigna éste secuencialmente. Creación de tramas Una vez que los datos procedentes de las capas superiores son empaquetados en datagramas en la Capa de Red son transferidos a la Capa de Enlace de Datos para su transmisión al medio físico. Para que estos datos se puedan enviar de forma correcta hasta el destinatario de los mismos hay que darles un formato adecuado para su transmisión por los medios físicos, incluyéndoles además algún mecanismo de identificación de ambos host (emisor y receptor) para que la transferencia quede perfectamente identificada. Esto lo consigue la Capa de Enlace de Datos disponiendo los datagramas en forma de tramas. inicio de longitud/t fin de dirección datos FCS trama ipo trama
  • 7. CAPA DE ENLACEDireccionamiento FísicoComo hemos visto, la Capa de Enlace de Datos se encarga de determinar qué ordenadores se están comunicando entre sí,cuándo comienza y termina esta comunicación, qué host tiene el turno para transmitir y qué errores se han producido enla transmisión.Ahora bien ¿cómo se produce esta comunicación entre dos host de una misma red?. La respuesta es mediante eldireccionamiento físico, basado en los números de las tarjetas de red de ambos host (direcciones físicas).Cuando el host A desea enviar una trama al host B, introduce en el campo "dirección" de la trama tanto su dirección físicacomo la del host destino y, una vez que queda el medio libre, las transmite al mismo. Todos los host conectados a lamisma red tienen acceso a la trama. La Capa de Acceso a la Red de cada host analiza las tramas que circulan por la red ycompara la dirección física de destino de las mismas con la suya propia. Si coinciden, toma la trama y la pasa a las capassuperiores; si no, la rechaza.De esta forma, solo el host destino recoge la trama a él dirigida, aunque todos los host de la misma red tienen acceso atodas las tramas que circulan por la misma.Protocolo ARP El protocolo ARP permite pues que un host encuentre la dirección física de otro dentro de la misma red con sólo proporcionar la dirección IP de su objetivo. La información así obtenida se guarda luego en una tabla ARP de orígenes y destinos, de tal forma que en los próximos envíos al mismo destinatario no será ya necesario realizar nuevas peticiones ARP, pues su dirección MAC es conocida.
  • 8. CAPA DE ENLACE Protocolos elementales de enlace de datosProtocolo simplex sin restricciones:Los datos se transmiten en una dirección, las capas de red en el transmisor y receptor siempre están listas, el tiempo deprocesamiento puede ignorarse, espacio infinito de buffer, canal libre errores.Protocolo simplex de parada y espera:El receptor no es capaz de procesar datos de entrada con una rapidez infinitaReceptor debe proporcionar realimentación al transmisor, el transmisor envía un fragmento y luego espera acuse antesde continuar.Protocolo simplex para un canal ruidoso:Canal presenta errores, los fragmento pueden llegar dañados o perderse por completoAgregar un temporizador, falla si el fragmento de acuse se pierde pues se retransmitirá el fragmento.Se debe agregar un numero de secuencia en el encabezado de cada fragmento que se envía.Protocolo de ventana corredizaUsar el mismo circuito para datos en ambas direccionesSe mezclan los fragmento de datos con los fragmento de acuse de recibidoReceptor analiza el campo de tipo en el encabezado de un fragmento de entrada para determinar si es de datos o acuse.Incorporación, retardo temporal de los acuses para que puedan colgarse del siguiente fragmento de datos de salida,usando el campo ack del encabezado del fragmentoMejor aprovechamiento del ancho de banda del canal, no son fragmento independientesSi no llega un nuevo fragmento en un tiempo predeterminado, la capa de enlace de datos manda un fragmento deacuse independiente.En todos los protocolos de ventana corrediza, cada fragmento de salida contiene un número de secuencia con unintervalo que va desde 0 hasta algún máximo. El máximo es generalmente 2(n) -1, por lo que el número de secuencia cabebien en un campo de n bits.
  • 9. CAPA DE REDLa capa de red es una subdivisión de la propuesta lógica para explicar lascomunicaciones OSI situada entre la capa de transporte, a la que daservicio, y la capa de enlace de datos que proporciona servicios a la capa dered. Se encarga de construir la unidad de datos de la capa de red y deproporcionar un esquema de direccionamiento coherente paratransmisiones entre host. Según la normalización OSI, es un nivel o capa que proporciona conectividad y selección de ruta entre dos sistemas de hosts que pueden estar ubicados en redes geográficamente distintas. Es el tercer nivel del modelo OSI y su misión es conseguir que los datos lleguen desde el origen al destino aunque no tengan conexión directa. Ofrece servicios al nivel superior (nivel de transporte) y se apoya en el nivel de enlace, es decir, utiliza sus funciones. Para la consecución de su tarea, puede asignar direcciones de red únicas, interconectar subredes distintas, encaminar paquetes, utilizar un control de congestión y control de errores
  • 10. CAPA DE REDCapa de Red: comunicación de host a host La Capa de red o Capa 3 de OSI provee servicios para intercambiar secciones de datos individuales a través de la red entre dispositivos finales identificados. Para realizar este transporte de extremo a extremo la Capa 3 utiliza cuatro procesos básicos: Direccionamiento, Encapsulamiento, Enrutamiento , Desencapsulamiento.
  • 11. CAPA DE REDDireccionamientoPrimero, la Capa de red debe proveer un mecanismo para direccionar estos dispositivos finales.EncapsulaciónSegundo, la capa de Red debe proveer encapsulación. Los dispositivos no deben ser identificados sólo con una dirección;EnrutamientoLa función del router es seleccionar las rutas y dirigir paquetes hacia su destino. A este proceso se lo conoce comoenrutamiento.DesencapsulamientoFinalmente, el paquete llega al host destino y es procesado en la Capa 3. El host examina la dirección de destino paraverificar que el paquete fue direccionado a ese dispositivo. Si la dirección es correcta, el paquete es desencapsulado porla capa de Red y la PDU de la Capa 4 contenida en el paquete pasa hasta el servicio adecuado en la capa de Transporte
  • 12. CAPA DE REDProtocolos de capa de RedEs un protocolo sin conexión, es decir no posee mecanismos que establezcan conexióninicial entre hosts, de esta manera no provee, por sí mismo confiabilidad plena deentrega. Es de llamado “máximo esfuerzo” o “mejor intento”, es decir el protocolo estáfuncionando siempre al 100% de las posibilidades que posee. Como todos los protocolosde capa, funcionan independientemente de los protocolos que operan en las distintascapas de la pila. Es decir, podemos cambiar el protocolo de una capa por otro con lasmismas funciones que el primero y la comunicación, en su funcionalidad, no seresentiría.
  • 13. CAPA DE REDIndependiente de los medios La capa de Red tampoco está cargada con las características de los medios mediante los cuales se transportarán los paquetes. IPv4 y IPv6 operan independientemente de los medios que llevan los datos a capas inferiores del stack del protocolo.Empaquetado de la PDU de la capa de Transporte El proceso de encapsular datos por capas permite que los servicios en las diferentes capas se desarrollen y escalen sin afectar otras capas.
  • 14. CAPA DE RED Encabezado del paquete IPv4 Campos IPv4 de encabezados clave Coloque el cursor sobre cada campo en el gráfico para ver su propósito. Dirección IP destino El campo de Dirección IP destino contiene un valor binario de 32 bits que representa la dirección de host de capa de red de destino del paquete. Dirección IP origen El campo de Dirección IP origen contiene un valor binario de 32 bits que representa la dirección de host de capa de red de origen del paquete. Tiempo de vida El tiempo de vida (TTL) es un valor binario de 8 bits que indica el tiempo remanente de "vida" del paquete.ProtocoloEste valor binario de 8 bits indica el tipo de relleno de carga que elpaquete traslada.Tipo de servicioEl campo de tipo de servicio contiene un valor binario de 8 bitsque se usa para determinar la prioridad de cada paquete.Desplazamiento de fragmentosun router puede tener que fragmentar un paquete cuando lo envíadesde un medio a otro medio que tiene una MTU más pequeña.Señalizador de No FragmentarEl señalizador de No Fragmentar (DF) es un solo bit en el campodel señalizador que indica que no se permite la fragmentación delpaquete.
  • 15. CAPA DE REDInterconexión de RedesUna red de área local (LAN), como cualquier otroordenador aislado, puede comunicarse con otrosordenadores o redes de ordenadores. La evoluciónde las redes locales implica diferentes técnicasfundamentales de interconexión para que el tamañoy la arquitectura de una red puedan evolucionar,aumentar y optimizar los flujos de comunicación,interconectar varias redes locales situadas enlocalizaciones cercanas o remotas, etc.Repetidores: Es un hardware que copiaseñales eléctricas de una Ethernet a otra.Típicamente, los repetidores son utilizadosen redes existentes en edificios, conectando aun backbone un cable que se comunique conun repetidor existente en cada piso.Gateway o Router: Cuando las conexionesde Internet se hacen mas complejas, losGateways necesitan saber acerca de latecnología de la Internet hacia las redes a lascuales se conecta, Por ejemplo, la siguientefigura muestra como se conectan tres redescon dos Gateways.

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