1. Luis Perez 2009-1069Michael Tejada 2011-0090Juan Llibre 2010-0996

2. El nivel de enlace de datos (en ingls data linklevel) o capa de enlace de datos es la segundacapa del modelo OSI, la cual es responsable dela transferencia fiable de informacin a travsde un circuito de transmisin de datos. Recibepeticiones de la capa de red y utiliza losservicios de la capa fsica. 3. Objetivo El objetivo de la capa de enlace es conseguir que lainformacin fluya, libre de errores, entre dosmquinas que estn conectadas directamente (servicioorientado a conexin). Para lograr este objetivo tiene que montar bloques deinformacin (llamados tramas en esta capa), dotarlesde una direccin de capa de enlace (Direccin MAC),gestionar la deteccin o correccin de errores, yocuparse del control de flujo entre equipos (paraevitar que un equipo ms rpido desborde a uno mslento). 4. Funciones principales Iniciacin, terminacin e identificacin. Segmentacin y bloqueo. Sincronizacin de octeto y carcter. Delimitacin de trama y transparencia. Control de errores. Control de flujo. Recuperacin de fallos. Gestin y coordinacin de la comunicacin. 5. Iniciacin, terminacin eidentificacin La funcin de iniciacin comprendelos procesos necesarios para activar el enlace e implicael intercambio de tramas de control con el fin deestablecer la disponibilidad de las estaciones paratransmitir y recibir informacin. Las funciones de terminacin son de liberar losrecursos ocupados hasta la recepcin/envo de laltima trama. Tambin de usar tramas de control. Laidentificacin es para saber a que terminal se debe deenviar una trama o para conocer quin enva la trama.Se lleva a cabo mediante la direccin de la capa deenlace. 6. Segmentacin y bloque La segmentacin surge por la longitud de las tramas yaque si es muy extensa, se debe de realizar tramas mspequeas con la informacin de esa tramaexcesivamente larga. 7. Sincronizacin de octeto y carcter En las transferencias de informacin en la capa deenlace es necesario identificar los bits y saber queposicin les corresponde en cada carcter u octetodentro de una serie de bits recibidos. 8. Control de flujo El control de flujo es necesario para no saturaral receptor de uno a ms emisores. Se realizanormalmente en la capa de transporte, tambin a vecesen la capa de enlace. Utiliza mecanismos deretroalimentacin. Suele ir unido a la correccin deerrores y no debe limitar la eficiencia del canal. Elcontrol de flujo conlleva dos acciones importantsimasque son la deteccin de errores y la correccin deerrores. 9. Recuperacin de fallos Se refiere a los procedimientos para detectarsituaciones y recuperar al nivel de situacionesanmalas como la ausencia de respuesta, recepcin detramas invlidas, etc. Las situaciones ms tpicas son laprdida de tramas, aparicin de tramas duplicadas yllegada de tramas fuera de secuencia. 10. Gestin y coordinacin de lacomunicacin. La gestin atiende a 2 tipos: El primero de ellos es un sistema centralizado dondeexiste una mquina maestra y varias esclavas. Estasconexiones se pueden realizar punto a punto omultipunto. El segundo de ellos es el distribuido, donde no existemquina maestra y todas compiten por el control delsistema de comunicacin. 11. Protocolos elementales de enlacede datosProtocolo simplex sin restricciones Los datos se transmiten en una direccin, las capas de reden el transmisor y receptor siempre estn listas,el tiempo de procesamiento puede ignorarse, espacioinfinito de buffer, canal libre errores. Dos procedimientos diferentes, uno transmisor y unoreceptor que se ejecutan en la capas de enlace. Transmisor solo enva datos a la lnea, obtiene un paquetede la capa de red, construye un frame de salida y lo enva asu destino. Receptor espera la llegada de un frame. 12. Protocolo simplex de parada yespera El receptor no es capaz de procesar datos de entradacon una rapidez infinita Receptor debe proporcionar realimentacin altransmisor, el transmisor enva un frame y luego esperaacuse antes de continuar. 13. Protocolo simplex para un canalruidoso Canal presenta errores, los frame pueden llegardaados o perderse por completo Agregar un temporizador, falla si el frame de acuse sepierde pues se retransmitir el frame. Se debe agregar un numero de secuencia en elencabezado de cada frame que se enva. 14. EL PROTOCOLO CSMA/CD.Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection Cuando la interfaz del servidor tiene un paquete para transmitir,escucha en la lnea para determinar si hay mensajes siendotransmitidos. Si no detecta transmisin alguna, la interfaz comienza aenviar. Cada transmisin est limitada en el tiempo, pues existe untamao mximo de paquete. Cuando un transceiver comienza atransmitir, la seal no llega a cada punto de la red simultneamente, apesar de que viaja a casi un 80% de la velocidad de la luz. Por loanterior, es posible que 2 transceivers determinen que la red est ociosay comiencen a transmitir al mismo tiempo; provocando la colisin delas dos seales 15. Deteccin de Colisiones (CD): Cada transceiver monitorea el cable mientras esttransfiriendo para verificar que una seal externa nointerfiera con la suya. Cuando colisin es detectada, lainterfaz aborta la transmisin y espera hasta que laactividad cese antes de volver a intentar latransmisin. Poltica de retencin exponencial. Elemisor espera un tiempo aleatorio despus de laprimera colisin; un periodo de espera 2 veces mslargo que el primero en caso de una segunda colisin; 4veces ms largo la prxima vez, etc., reduciendo as almximo la probabilidad de colisin 16. Colocar datos en los medios decomunicacinLa regulacin de la colocacin de tramas de datos en los medioses conocida como control de acceso al medio. Entre las diferentesimplementaciones de los protocolos de la capa de enlace dedatos, hay diferentes mtodos de control de acceso a los medios.Estas tcnicas de control de acceso al medio definen si los nodoscomparten los medios y de qu manera lo hacen.El mtodo de control de acceso al medio utilizado depende de: Compartir medios: si y cmo los nodos comparten los medios. Topologa: cmo la conexin entre los nodos se muestra a lacapa de enlace de datos. 17. Control de acceso al medio para medioscompartidosAlgunas topologas de red comparten un medio comn convarios nodos. En cualquier momento puede haber una cantidadde dispositivos que intentan enviar y recibir datos utilizando losmedios de red. Hay reglas que rigen cmo esos dispositivoscomparten los medios.Hay dos mtodos bsicos de control de acceso al medio paramedios compartidos: Controlado: Cada nodo tiene su propio tiempo para utilizar elmedio. Basado en la contencin: Todos los nodos compiten por el usodel medio. 18. Acceso controlado para medioscompartidosAl utilizar el mtodo de acceso controlado, los dispositivos dered toman turnos, en secuencia, para acceder al medio. A estemtodo se le conoce como acceso programado o determinantico.Si un dispositivo no necesita acceder al medio, la oportunidad deutilizar el medio pasa al siguiente dispositivo en lnea. Cuandoun dispositivo coloca una trama en los medios, ningn otrodispositivo puede hacerlo hasta que la trama haya llegado aldestino y haya sido procesada por el destino.Aunque el acceso controlado est bien ordenado y proveerendimiento predecible, los mtodos determinanticos puedenser ineficientes porque un dispositivo tiene que esperar su turnoantes de poder utilizar el medio. 19. Acceso por contencin paramedios compartidosEstos mtodos por contencin, tambin llamados nodeterministas, permiten que cualquier dispositivo intenteacceder al medio siempre que haya datos para enviar. Para evitarcaos completo en los medios, estos mtodos usan un proceso deAcceso mltiple por deteccin de portadora (CSMA) paradetectar primero si los medios estn transportando una seal.CSMA es generalmente implementado junto con un mtodopara resolver la contencin del medio. Los dos mtodoscomnmente utilizados son: CSMA/Deteccin de colisin CSMA/Prevencin de colisiones 20. CSMA/Deteccin de colisinEn CSMA/Deteccin de colisin (CSMA/CD), el dispositivomonitorea los medios para detectar la presencia de una seal dedatos. Si no hay una seal de datos, que indica que el medio estlibre, el dispositivo transmite los datos. Si luego se detectanseales que muestran que otro dispositivo estaba transmitiendoal mismo tiempo, todos los dispositivos dejan de enviar eintentan despus. Las formas tradicionales de Ethernet usan estemtodo. 21. CSMA/Prevencin de colisionesEn CSMA/Prevencin de colisiones (CSMA/CA), el dispositivoexamina los medios para detectar la presencia de una seal dedatos. Si el medio est libre, el dispositivo enva una notificacina travs del medio, sobre su intencin de utilizarlo. El dispositivoluego enva los datos. Este mtodo es utilizado por lastecnologas de redes inalmbricas 802.11. 22. Control de acceso al medio paramedios no compartidosLos protocolos de control de acceso al medio para medios nocompartidos requieren poco o ningn control antes de colocartramas en los medios. Estos protocolos tienen reglas yprocedimientos ms simples para el control de acceso al medio.Tal es el caso de las topologas punto a punto.En las topologas punto a punto, los medios interconectan slodos nodos. En esta configuracin, los nodos no necesitancompartir los medios con otros hosts ni determinar si una tramaest destinada para ese nodo. Por lo tanto, los protocolos de capade enlace de datos hacen poco para controlar el acceso a mediosno compartidos.En conexiones punto a punto, la Capa de enlace de datos tieneque considerar si la comunicacin es half-duplex o full-duplex. 23. Half-Duplex:Los dispositivos pueden transmitir y recibir en los medios perono pueden hacerlo simultneamente. Ethernet ha establecidoreglas de arbitraje para resolver conflictos que surgen deinstancias donde ms de una estacin intenta transmitir almismo tiempo. Full-Duplex:Los dos dispositivos pueden transmitir y recibir en los medios almismo tiempo. La capa de enlace de datos supone que losmedios estn disponibles para transmitir para ambos nodos encualquier momento. Por lo tanto, no hay necesidad de arbitrajede medios en la capa de enlace de datos. 24. Comparacin entre la topologalgica y la topologa fsica Topologa fsica:Es una configuracin de nodos y las conexiones fsicas entreellos. La representacin de cmo se usan los medios parainterconectar los dispositivos es la topologa fsica. Topologa lgica:Es la forma en que una red transfiere tramas de un nodo alsiguiente. Esta configuracin consiste en conexiones virtualesentre los nodos de una red independiente de su distribucinfsica. Los protocolos de capa de enlace de datos definen estasrutas de seales lgicas. La capa de enlace de datos ve latopologa lgica de una red al controlar el acceso de datos a losmedios. Es la topologa lgica la que influye en el tipo de tramade red y control de acceso a medios utilizados. 25. Topologa punto a punto (Point-to-Point)Una topologa punto a punto conecta dos nodos directamenteentre s. En redes de datos con topologas punto a punto, elprotocolo de control de acceso al medio puede ser muy simple.Todas las tramas en los medios slo pueden viajar a los dos nodoso desde stos. El nodo en un extremo coloca las tramas en losmedios y el nodo en el otro extremo las saca de los medios delcircuito punto a punto. 26. Redes punto a punto lgicas(Logical Point-to-Point) Los nodos de los extremos que se comunican en una red punto apunto pueden estar conectados fsicamente a travs de unacantidad de dispositivos intermedios. Sin embargo, el uso dedispositivos fsicos en la red no afecta la topologa lgica. Losnodos de origen y destino pueden estar conectadosindirectamente entre s a travs de una distancia geogrfica. En algunos casos, la conexin lgica entre nodos forma lo que sellama circuito virtual. Un circuito virtual es una conexin lgicacreada dentro de una red entre dos dispositivos de red. Los dosnodos en cada extremo del circuito virtual intercambian lastramas entre s. Esto ocurre incluso si las tramas estn dirigidas atravs de dispositivos intermediarios. Los circuitos virtuales sonconstrucciones de comunicacin lgicas utilizadas por algunastecnologas de la Capa 2. 27. Topologa multi-acceso (Multi-Access)Una topologa lgica multi-acceso permite a una cantidad denodos comunicarse utilizando los mismos medios compartidos.Los datos desde un slo nodo pueden colocarse en el medio encualquier momento. Todos los nodos ven todas las tramas queestn en el medio, pero slo el nodo al cual la trama estdireccionada procesa los contenidos de la trama.Los mtodos de control de acceso al medio utilizado por lastopologas multi-acceso son generalmente CSMA/CD oCSMA/CA. Sin embargo, mtodos de paso de token puedentambin utilizarse. 28. Topologa de anillo (Ring)En una topologa lgica de anillo, cada nodo recibe una tramapor turno. Si la trama no est direccionada al nodo, el nodo pasala trama al nodo siguiente. Esto permite que un anillo utilice unatcnica de control de acceso al medio llamada paso de tokens.Los nodos en una topologa lgica de anillo retiran la trama delanillo, examinan la direccin y la envan si no est dirigida paraese nodo. En un anillo, todos los nodos alrededor del anillo entreel nodo de origen y de destino examinan la trama. 29. Protocolos de la capa de enlace de datos: TramaRecuerde que a pesar de que hay muchos protocolos de capa deenlace de datos diferentes que describen las tramas de la capa deenlace de datos, cada tipo de trama tiene tres partes bsicas:-Encabezado-datos- triler.Todos los protocolos de capa de enlace de datos encapsulan laPDU de la capa 3 dentro del campo de datos de la trama. Sinembargo, la estructura de la trama y los campos contenidos en elencabezado y triler varan de acuerdo con el protocolo. 30. El protocolo de capa de enlace de datos describe lascaractersticas requeridas para el transporte de paquetes atravs de diferentes medios. Estas caractersticas delprotocolo estn integradas en la encapsulacin de la trama.Cuando la trama llega a su destino y el protocolo de capa deenlace de datos saca la trama del medio, la informacin detramado es leda y descartada. No hay una estructura de trama que cumpla con lasnecesidades de todos los transportes de datos a travs detodos los tipos de medios. Como se muestra en la figura,segn el entorno, la cantidad de informacin de controlque se necesita en la trama vara para coincidir con losrequisitos de control de acceso al medio de los medios y dela topologa lgica. 31. Tramado: funcin del encabezado El encabezado de trama contiene la informacin decontrol especificada por el protocolo de capa de enlacede datos para la topologa lgica especfica y losmedios utilizados. La informacin de control de trama es nica para cadatipo de protocolo. Es utilizada por el protocolo de laCapa 2 para proporcionar las caractersticasdemandadas por el entorno de comunicacin. 32. Los campos tpicos del encabezado de trama incluyen:- Campo inicio de trama: indica el comienzo de la trama- Campos de direccin de origen y destino: indica los nodos de origen ydestino en los medios- Prioridad/Calidad del Campo de servicio: indica un tipo particular deservicio de comunicacin para el procesamiento- Campo tipo: indica el servicio de la capa superior contenida en la trama- Campo de control de conexin lgica: utilizada para establecer laconexin lgica entre nodos- Campo de control de enlace fsico: utilizado para establecer el enlace alos medios- Campo de control de flujo: utilizado para iniciar y detener el trfico atravs de los medios- Campo de control de congestin: indica la congestin en los mediosLos nombres de los campos mencionados son campos no especficosenumerados como ejemplos. Diferentes protocolos de capa de enlace dedatos pueden utilizar diferentes campos de los mencionados. Debido aque los fines y funciones de los protocolos de capa de enlace de datosestn relacionados a las topologas especficas y a los medios, cadaprotocolo debe examinarse para tener una comprensin detallada de suestructura de trama. 33. Direccionamiento: hacia dnde se dirige la tramaLa capa de enlace de datos proporciona direccionamiento que esutilizado para transportar la trama a travs de los medios localescompartidos. Las direcciones de dispositivo en esta capa sellaman direcciones fsicas. El direccionamiento de la capa deenlace de datos est contenido en el encabezado de la trama yespecifica el nodo de destino de la trama en la red local. Elencabezado de la trama tambin puede contener la direccin deorigen de la trama.Debido a que la trama slo se utiliza para transportar datos entrenodos a travs del medio local, la direccin de la capa de enlacede datos slo se utiliza para entregas locales. Las direcciones enesta capa no tienen significado ms all de la red local. Compareesto con la Capa 3, donde las direcciones en el encabezado delpaquete son transportadas desde el host de origen al host dedestino sin importar la cantidad de saltos de la red a lo largo de laruta. 34. Requisitos de direccionamientoLa necesidad de direccionamiento de la capa deenlace de datos en esta capa depende de la topologalgica. Las topologas punto a punto, con slo dosnodos interconectados, no requierendireccionamiento. Una vez en el medio, la trama slotiene un lugar al cual puede ir.Debido a que las topologas de anillo y multiaccesopueden conectar muchos nodos en un medio comn,se requiere direccionamiento para esas tipologas.Cuando una trama alcanza cada nodo en la topologa,el nodo examina la direccin de destino en elencabezado para determinar si es el destino de latrama. 35. Tramado: funcin del Triler Los protocolos de la capa de enlace de datos agregan un trileren el extremo de cada trama. El triler se utiliza para determinarsi la trama lleg sin errores. Este proceso se denomina deteccinde errores. Observe que es diferente de la correccin de errores.La deteccin de errores se logra colocando un resumen lgico omatemtico de los bits que comprenden la trama en el triler.Protocolos de capa de enlace de datos: TramaEn una red TCP/IP, todos los protocolos de la Capa 2 OSItrabajan con el protocolo de Internet en la Capa 3. Sin embargo, elprotocolo de la Capa 2 real utilizado depende de la topologalgica de la red y de la implementacin de la capa fsica. Debido alamplio rango de medios fsicos utilizados a travs de un rango detopologas en interconexin de redes, hay una gran cantidadcorrespondiente de protocolos de la Capa 2 en uso. 36. Tecnologa LANUna Red de rea local generalmente utiliza una tecnologa deancho de banda alto que es capaz de sostener gran cantidad dehosts. El rea geogrfica relativamente pequea de una LAN (unnico edificio o un campus de varios edificios) y su alta densidadde usuarios hacen que esta tecnologa sea rentable.Tecnologa WANSin embargo, utilizar una tecnologa de ancho de banda alto noes generalmente rentable para redes de rea extensa que cubrengrandes reas geogrficas (varias ciudades, por ejemplo). El costode los enlaces fsicos de larga distancia y la tecnologa utilizadapara transportar las seales a travs de esas distancias,generalmente, ocasiona una menor capacidad de ancho debanda.La diferencia de ancho de banda normalmente produce el usode diferentes protocolos para las LAN y las WAN. 37. Protocolo Ethernet para LANEthernet es una familia de tecnologas de interconexin deredes que se define en los estndares 802.2 y 802.3. Losestndares de Ethernet definen los protocolos de la Capa 2y las tecnologas de la Capa 1. Ethernet es la tecnologa LANms ampliamente utilizada y soporta anchos de banda dedatos de 10, 100, 1000, o 10 000 Mbps.El formato bsico de la trama y las subcapas del IEEE de lasCapas OSI 1 y 2 siguen siendo los mismos para todas lasformas de Ethernet. Sin embargo, los mtodos paradetectar y colocar en los medios varan con las diferentesimplementaciones.