ESCUELA DE INGENIERIA Y DISEÑO        Sistemas de Computación en Internet      Catedrático: Ing. Alejandro Ruiz MelgarCapa...
Objetivo GeneralEl objetivo general de esta investigación es conocer sobre Capa de enlace deDatos y Capa Física del Modelo...
Objetivo EspecificoEl objetivo especifico es conocer cómo funciona cada una de las capas por ellodentro del capítulo conoc...
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La capa física se ocupa de la señalización y los medios de red. Esta capa producela representación y agrupación de bits en...
cable deben conectarse en diferentes órdenes para distintos grupos de pin en losconectores RJ-45. A continuación se mencio...
Otro tipo de cableado utilizado en las redes es el par trenzado blindado (STP).Como se muestra en la figura, STP utiliza d...
ConclusiónComo conclusión se obtuvo conocimiento de que cada unas de las capas delModelo OSI realizan actividades diferent...
Bibliografíahttp://www.iso.orghttp://www.ieee.orghttp://es.wikipedia.org/wiki/Capa_de_enlace_de_datoshttp://es.wikipedia.o...
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Capa fisica del modelo osi

  1. 1. ESCUELA DE INGENIERIA Y DISEÑO Sistemas de Computación en Internet Catedrático: Ing. Alejandro Ruiz MelgarCapa de enlace de Datos y Capa Física del Modelo OSI. Integrantes Vania Vanelly Reyes González Deysi Berenice Sánchez Vázquez 7° SEMESTRE ING. EN SISTEMAS COMPUTACIONALES Turno vespertino Tuxtla Gutiérrez Chiapas a 03 de Diciembre del 2012
  2. 2. Objetivo GeneralEl objetivo general de esta investigación es conocer sobre Capa de enlace deDatos y Capa Física del Modelo OSI.Conocer que el modelo OSI divide las funciones de una red de datos en capas.• La capa de aplicación provee la interfaz al usuario.• La capa de transporte es responsable de dividir y manejar las comunicacionesentre los procesos que funcionan en los dos sistemas finales.• Los protocolos de capa de red organizan nuestros datos de comunicación paraque puedan viajar a través de internetworks desde el host que los origina hasta elhost destino.El objetivo es que las redes físicas pueden componerse de diferentes tipos demedios físicos, tales como alambres de cobre, microondas, fibras ópticas yenlaces satelitales. Los paquetes de capas de red no tienen una manera deacceder directamente a estos diferentes medios.
  3. 3. Objetivo EspecificoEl objetivo especifico es conocer cómo funciona cada una de las capas por ellodentro del capítulo conoceremos o aprenderemos lo siguiente.Explicar el papel de los protocolos de capa de enlace de datos en la transmisiónde datos.• Describir cómo la capa de enlace de datos prepara los datos para transmitirlossobre 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 topologíalógica 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 alos 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 queincluye direccionamiento, calidad de servicio, tipo de protocolo y secuencia deverificación de trama.
  4. 4. CAPA DE ENLACE DE DATOSLa capa de enlace de datos proporciona un medio para intercambiar datos através 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, comotramas.• Controla cómo los datos se ubican en los medios y son recibidos desde losmedios usando técnicas como control de acceso a los medios y detección deerrores.Como con cada una de las capas OSI, existen términos específicos para estacapa:Trama: el PDU de la capa de enlace de datos.Nodo: la notación de la Capa 2 para dispositivos de red conectados a un mediocomún.Medios/medio (físico)*: los medios físicos para la transferencia de informaciónentre dos nodos.Red (física).Dos o más nodos conectados a un medio común. La capa de enlacede datos es responsable del intercambio de tramas entre nodos a través de losmedios de una red física.Una red física es diferente de una red lógica. Las redes lógicas se definen en lacapa de red mediante la configuración del esquema de direccionamientojerárquico. Las redes físicas representan la interconexión de dispositivos demedios comunes. Algunas veces, una red física también es llamada segmento dered.Acceso al medio de la capa superiorUn modelo de red permite que cada capa funcione con un mínimo interés por lospapeles de las otras capas. La capa de enlace de datos releva a las capassuperiores de la responsabilidad de colocar datos en la red y de recibir datos de la
  5. 5. red. Esta capa proporciona servicios para soportar los procesos de comunicaciónpara cada medio por el cual se transmitirán los datos.En cualquier intercambio de paquetes de capas de red, puede haber muchastransiciones de medios y capa de enlace de datos. En cada salto a lo largo de laruta, un dispositivo intermediario, generalmente un router, acepta las tramas de unmedio, desencapsula la trama y luego envía el paquete a una nueva tramaapropiada para los medios de tal segmento de la red física.Este intercambio de paquetes entre dos hosts requiere una diversidad deprotocolos que debe existir en la capa de enlace de datos. Cada transición a unrouter puede requerir un protocolo de capa de enlace de datos diferente para eltransporte a un medio nuevo.Los routers están conectados a través de un enlace satelital y la computadoraportátil está conectada a través de un enlace inalámbrico al último router. En esteejemplo, como un paquete IP viaja desde la PC hasta la computadora portátil, seráencapsulado en la trama Ethernet, desencapsulado, procesado y luegoencapsulado en una nueva trama de enlace de datos para cruzar el enlacesatelital. Para el enlace final, el paquete utilizará una trama de enlace de datosinalámbrica desde el router a la computadora portátil.Capa de enlace de datos: control de la transferencia a través de mediosLocalesLos protocolos de la Capa 2 especifican la encapsulación de un paquete en unatrama 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 métodode control de acceso al medio. Para que los datos se transfieran a lo largo de unacantidad de medios diferentes, puede que se requieran diferentes métodos decontrol de acceso al medio durante el curso de una única comunicación.Cada entorno de red que los paquetes encuentran cuando viajan desde un hostlocal hasta un host remoto puede tener características diferentes.Un nodo que es un dispositivo final utiliza un adaptador para hacer la conexión a lared. El adaptador administra la trama y el control de acceso a los medios.
  6. 6. En dispositivos intermediarios, tales como un router donde los tipos de mediospueden cambiar para cada red conectada, se utilizan diferentes interfaces físicasen el router para encapsular el paquete en la trama apropiada y se utiliza unmétodo de control de acceso a los medios adecuado para acceder a cada enlace.Capa de enlace de datos: creación de una tramaUna trama es un elemento clave de cada protocolo de capa de enlace de datos.Los protocolos deCapa de enlace de datos requieren información de control para permitir que losprotocolos 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 luegoLa Capa de enlace de datos prepara un paquete para transportar a través de losmedios locales encapsulándolo con un encabezado y un tráiler para crear unatrama. A diferencia de otros PDU que han sido analizados en este curso, la tramade la capa de enlace de datos incluye:• Datos: El paquete desde la Capa de red• Encabezado: contiene información de control como direccionamiento y estáubicado al comienzo del PDU• Tráiler: contiene información de control agregada al final del PDUCapa de enlace de datos: conexión de servicios de capa superior a losmediosLa capa de enlace de datos existe como una capa de conexión entre los procesosde software de las capas por encima de ella y la capa física debajo de ella.La Capa de enlace de datos está incorporada en una entidad física como tarjetade interfaz de red(NIC) de Ethernet, que se inserta dentro del bus del sistema de una computadoray hace la conexión entre los procesos de software que se ejecutan en lacomputadora y los medios físicos. Sin embargo, la NIC no es solamente unaentidad física. El software asociado con la NIC permite que la NIC realice sus
  7. 7. funciones de intermediara preparando los datos para la transmisión y codificandolos datos como señales que deben enviarse sobre los medios asociados.Subcapas de enlace de datosPara sostener una gran variedad de funciones de red, la capa de enlace de datosa menudo se divide en dos subcapas:Una subcapa superior y una subcapa inferior.• La subcapa superior define los procesos de software que proveen servicios a losProtocolos de capa de red.• La subcapa inferior define los procesos de acceso a los medios realizados por elhardware. Separar la Capa de enlace de datos en subcapas permite a un tipo detrama definida por la capa superior acceder a diferentes tipos de medios definidospor la capa inferior. Tal es el caso en mucha tecnología LAN, incluida Ethernet.Las dos subcapas comunes de LAN son:Control de enlace lógicoEl control de enlace lógico (LLC) coloca información en la trama que identifica quéprotocolo de capa de red está siendo utilizado por la trama. Esta informaciónpermite que varios protocolos de la Capa 3, tales como IP e IPX, utilicen la mismainterfaz de red y los mismos medios.Control de acceso al medioEl control de acceso al medio (MAC) proporciona a la capa de enlace de datos eldireccionamiento y la delimitación de datos de acuerdo con los requisitos deseñalización física del medio y al tipo de protocolo de capa de enlace de datos enuso. Técnicas de control de acceso al medio Colocar tramas en los mediosLa regulación de la colocación de tramas de datos en los medios esconocida como control de acceso al medio.Entre las diferentes implementaciones de los protocolos de la capa de enlace dedatos, hay diferentes métodos de control de acceso a los medios. Estas técnicas
  8. 8. de control de acceso al medio definen si los nodos comparten los medios y de quémanera lo hacen.El control de acceso al medio es el equivalente a las reglas de tráfico que regulanla entrada de vehículos a una autopista. La ausencia de un control de acceso almedio sería el equivalente a vehículos ignorando el resto del tráfico e ingresandoal camino sin tener en cuenta a los otros vehículos. Sin embargo, no todos loscaminos y entradas son iguales. El tráfico puede ingresar a un caminoconfluyendo, esperando su turno en una señal de parada o respetando elsemáforo. Un conductor sigue un conjunto de reglas diferente para cada tipo deentrada.Control de acceso al medio para medios compartidosAlgunas topologías de red comparten un medio común con varios nodos. Encualquier momento puede haber una cantidad de dispositivos que intentan enviar yrecibir datos utilizando los medios de red. Hay reglas que rigen cómo esosdispositivos comparten los medios.Hay dos métodos básicos de control de acceso al medio para medios compartidos:• Controlado: Cada nodo tiene su propio tiempo para utilizar el medio• Basado en la contención: Todos los nodos compiten por el uso del medioAcceso controlado para medios compartidosAl utilizar el método de acceso controlado, los dispositivos de red toman turnos, ensecuencia, para acceder al medio. A este método se lo conoce como accesoprogramado o determinístico. Si un dispositivo no necesita acceder al medio, laoportunidad de utilizar el medio pasa al siguiente dispositivo en línea. Cuando undispositivo coloca una trama en los medios, ningún otro dispositivo puede hacerlohasta que la trama haya llegado al destino y haya sido procesada por el destino.La topología de una red es la configuración o relación de los dispositivos de red ylas interconexiones entre ellos. Las topologías de red pueden verse en el nivelfísico y el nivel lógico.
  9. 9. La topología física es una configuración de nodos y las conexiones físicas entreellos. La representación de cómo se usan los medios para interconectar losdispositivos es la topología física. Ésta se abarcará en capítulos posteriores deeste curso.Una topología lógica es la forma en que una red transfiere tramas de un nodo alsiguiente. Esta configuración consiste en conexiones virtuales entre los nodos deuna red independiente de su distribución física. Los protocolos de capa de enlacede datos definen estas rutas de señales lógicas. La capa de enlace de datos "ve"la topología lógica de una red al controlar el acceso de datos a los medios. Es latopología lógica la que influye en el tipo de trama de red y control de acceso amedios utilizados.La topología física o cableada de una red probablemente no sea la mismaque la topología lógica.La topología lógica de una red está estrechamente relacionada con el mecanismoutilizado para administrar el acceso a la red. Los métodos de acceso proporcionanlos procedimientos para administrar el acceso a la red para que todas lasestaciones tengan acceso. Cuando varias entidades comparten los mismosmedios, deben estar instalados algunos mecanismos para controlar el acceso. Losmétodos de acceso son aplicados a las redes para regular este acceso a losmedios. Los métodos de acceso se analizarán con más detalle más adelante.Las topologías lógica y física generalmente utilizadas en redes son:• Punto a Punto• Multi-Acceso• AnilloTopología multiaccesoUna topología lógica multiacceso permite a una cantidad de nodos comunicarseutilizando los mismos medios compartidos. Los datos desde un sólo nodo puedencolocarse en el medio en cualquier momento. Todos los nodos ven todas lastramas que están en el medio, pero sólo el nodo al cual la trama está direccionadaprocesa los contenidos de la trama.
  10. 10. Hacer que varios nodos compartan el acceso a un medio requiere un método decontrol de acceso al medio de enlace de datos que regule la transmisión de datosy, por lo tanto, reduzca las colisiones entre las diferentes señales. CAPA FÍSICA DEL MODELO OSILos protocolos de la capa superior de OSI preparan los datos desde la redhumana para realizar la transmisión hacia su destino. La capa física controla dequé manera se ubican los datos en los medios de comunicación.La función de la capa física de OSI es la de codificar en señales los dígitosbinarios que representan las tramas de la capa de Enlace de datos, además detransmitir y recibir estas señales a través de los medios físicos (alambres decobre, fibra óptica o medio inalámbrico) que conectan los dispositivos de la red.La capa física de OSI proporciona los medios de transporte para los bits queconforman la trama de la capa de Enlace de datos a través de los medios dered. Esta capa acepta una trama completa desde la capa de Enlace de datos y locodifica como una secuencia de señales que se transmiten en los medios locales.Un dispositivo final o un dispositivo intermedio reciben los bits codificados quecomponen una trama.El envío de tramas a través de medios de transmisión requiere los siguienteselementos de la capa física:• Medios físicos y conectores asociados.• Una representación de los bits en los medios.• Codificación de los datos y de la información de control.• Sistema de circuitos del receptor y transmisor en los dispositivos de red.Capa física: Funcionamiento
  11. 11. Los medios no transportan la trama como una única entidad. Los mediostransportan señales, una por vez, para representar los bits que conforman latrama.Existen tres tipos básicos de medios de red en los cuales se representan losdatos:• Cable de cobre• Fibra• InalámbricoCapa física: EstándaresLa capa física consiste en un hardware creado por ingenieros en forma deconectores, medios y circuitos electrónicos. Por lo tanto, es necesario que lasprincipales organizaciones especializadas en ingeniería eléctrica y encomunicaciones definan los estándares que rigen este hardware.Principios fundamentales de la capa físicaLas tres funciones esenciales de la capa física son:• Los componentes físicos• Codificación de datos• SeñalizaciónLos elementos físicos son los dispositivos electrónicos de hardware, medios yconectores que transmiten y transportan las señales para representar los bits.CodificaciónLa codificación es un método utilizado para convertir un stream de bits de datos enun código predefinido. Los códigos son grupos de bits utilizados para ofrecer unpatrón predecible que pueda reconocer tanto el emisor como el receptor. Lautilización de patrones predecibles permite distinguir los bits de datos de los bitsde control y ofrece una mejor detección de errores en los medios.Además de crear códigos para los datos, los métodos de codificación en la capafísica también pueden proporcionar códigos para control, como la identificación delcomienzo y el final de una trama. El host que realiza la transmisión transmitirá el
  12. 12. patrón específico de bits o un código para identificar el comienzo y el final de latrama.SeñalizaciónLa capa física debe generar las señales inalámbricas, ópticas o eléctricas querepresentan el "1" y el "0" en los medios. El método de representación de bits sedenomina método de señalización. Los estándares de capa física deben definirqué tipo de señal representa un "1" y un "0". Esto puede ser tan sencillo como uncambio en el nivel de una señal eléctrica, un impulso óptico o un método deseñalización más complejo.Capacidad para transportar datosLos diferentes medios físicos admiten la transferencia de bits a distintasvelocidades. La transferencia de datos puede medirse de tres formas:• Ancho de banda• Rendimiento• Capacidad de transferencia útilAncho de bandaLa capacidad que posee un medio de transportar datos se describe como elancho de banda de los datos sin procesar de los medios. El ancho de bandadigital mide la cantidad de información que puede fluir desde un lugar haciaotro en un período de tiempo determinado. El ancho de banda generalmente semide en kilobits por segundo (kbps) o megabits por segundo (Mbps). El ancho debanda práctico de una red se determina mediante una combinación de factores:las propiedades de las tecnologías y los medios físicos elegidos para señalizar ydetectar señales de red.Medios físicos: Conexión de la comunicaciónTipos de medios físicos
  13. 13. La capa física se ocupa de la señalización y los medios de red. Esta capa producela representación y agrupación de bits en voltajes, radiofrecuencia e impulsos deluz. Muchas organizaciones que establecen estándares han contribuido con laDefinición de las propiedades mecánicas, eléctricas y físicas de los mediosdisponibles para diferentes comunicaciones de datos. Estas especificacionesgarantizan que los cables y conectores funcionen según lo previsto mediantediferentes implementaciones de la capa de Enlace de datos.Los estándares para los medios de cobre se definen según lo siguiente:• Tipo de cableado de cobre utilizado.• Ancho de banda de la comunicación.• Tipo de conectores utilizados.• Diagrama de pines y códigos de colores de las conexiones a los medios.• Distancia máxima de los medios.Medios de cobreEl medio más utilizado para las comunicaciones de datos es el cableado queutiliza alambres de cobre para señalizar bits de control y datos entre losdispositivos de red. El cableado utilizado para las comunicaciones de datosgeneralmente consiste en una secuencia de alambres individuales de cobre queforman circuitos que cumplen objetivos específicos de señalización.Cable de par trenzado no blindado (UTP)El cableado de par trenzado no blindado (UTP), como se utiliza en las LANEthernet, consiste en cuatro pares de alambres codificados por color que han sidotrenzados y cubiertos por un revestimiento de plástico flexible. Los códigos decolor identifican los pares individuales con sus alambres y sirven de ayuda para laTerminación de cables.Tipos de cable UTPEl cableado UTP, con una terminación de conectores RJ-45, es un medio comúnbasado en cobre para interconectar dispositivos de red, como computadoras, ydispositivos intermedios, como routers y switches de red. Según las diferentessituaciones, es posible que los cables UTP necesiten armarse según las diferentesconvenciones para los cableados. Esto significa que los alambres individuales del
  14. 14. cable deben conectarse en diferentes órdenes para distintos grupos de pin en losconectores RJ-45. A continuación se mencionan los principales tipos de cablesque se obtienen al utilizar convenciones específicas de cableado:• Cable directo de Ethernet• Cruzado de Ethernet• ConsolaOtros cables de cobreSe utilizan otros dos tipos de cable de cobre:1. Coaxial2. Par trenzado blindado (STP)Cable coaxialEl cable coaxial consiste en un conductor de cobre rodeado de una capa deaislante flexible.Usos del cable coaxialEl diseño del cable coaxial ha sido adaptado para diferentes necesidades. Elcoaxial es un tipo de cable importante que se utiliza en tecnologías de accesoinalámbrico o por cable. Estos cables se utilizan para colocar antenas en losdispositivos inalámbricos. También transportan energía de radiofrecuencia (RF)entre las antenas y el equipo de radio. Es el medio de uso más frecuente paratransportar señales elevadas de radiofrecuencia mediante cableado,especialmente señales de televisión por cable. La televisión por cable tradicional,con transmisión exclusiva en una dirección, estaba totalmente compuesta porcable coaxial. Actualmente, los proveedores de servicio de cable estánconvirtiendo sistemas de una a dos vías para suministrar conectividad de Interneta sus clientes. Para ofrecer estos servicios, las partes de cable coaxial y loselementos de amplificación compatibles se reemplazan por cables de fibra ópticamultimodo. Sin embargo, la conexión final hacia la ubicación del cliente y elcableado dentro de sus instalaciones aún sigue siendo de cable coaxial. Este usocombinado de fibra y coaxial se denomina fibra coaxial híbrida (HFC).Cable de par trenzado blindado (STP)
  15. 15. Otro tipo de cableado utilizado en las redes es el par trenzado blindado (STP).Como se muestra en la figura, STP utiliza dos pares de alambres que seenvuelven en una malla de cobre tejida o una hoja metálica. El cable STP cubretodo el grupo de alambres dentro del cable al igual que los pares de alambresindividuales. STP ofrece una mejor protección contra el ruido que el cableado UTPpero a un precio considerablemente superior.Medios de fibraEl cableado de fibra óptica utiliza fibras de plástico o de vidrio para guiar losimpulsos de luz desde el origen hacia el destino. Los bits se codifican en la fibracomo impulsos de luz. El cableado de fibra óptica puede generar velocidades muysuperiores de ancho de banda para transmitir datos sin procesar.Medios inalámbricosLos medios inalámbricos transportan señales electromagnéticas mediantefrecuencias de microondas y radiofrecuencias que representan los dígitos binariosde las comunicaciones de datos. Como medio de red, el sistema inalámbrico no seLimita a conductores o canaletas, como en el caso de los medios de fibra o decobre.Conectores de mediosConectores comunes de medios de cobreLos diferentes estándares de la capa física especifican el uso de distintosconectores. Estos estándares establecen las dimensiones mecánicas de losconectores y las propiedades eléctricas aceptables de cada tipo deimplementación diferente en el cual se implementan.
  16. 16. ConclusiónComo conclusión se obtuvo conocimiento de que cada unas de las capas delModelo OSI realizan actividades diferentes dentro de una red. Por ejemplo .Lacapa de enlace de datos proporciona un medio para intercambiar datos a travésde medios locales comunes. Donde la capa de enlace de datos realiza dosservicios básicos como el de que.• Permite a las capas superiores acceder a los medios usando técnicas, comotramas.• Controla cómo los datos se ubican en los medios y son recibidos desde losmedios usando técnicas como Control de acceso a los medios y detección deerrores.Otro de las capas del Modelo OSI es la Fisica esta se encarga de que losprotocolos de la capa superior de OSI preparan los datos desde la red humanapara realizar la transmisión hacia su destino. La capa física controla de quémanera se ubican los datos en los medios de comunicación.
  17. 17. Bibliografíahttp://www.iso.orghttp://www.ieee.orghttp://es.wikipedia.org/wiki/Capa_de_enlace_de_datoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Modelo_OSIhttp://www.slideshare.net/elfunebrero/capas-de-modelo-osi-presentationhttp://www.slideshare.net/elfunebrero/capas-de-modelo-osi-presentation

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