Finalidad de la Capa de Enlace de datos
Resumen
Este tema describe el propósito y la función de la capa de enlace de datos en la preparación de la comunicación para la transmisión en medios específicos. ¡Empieza a aprender CCNA 200-301 gratis ahora mismo!!
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Tabla de Contenidos
La capa de enlace de datos
La capa de enlace de datos del modelo OSI (Capa 2), como se muestra en la figura, prepara los datos de red para la red física. La capa de enlace de datos es responsable de las comunicaciones entre la tarjeta de interfaz de red (NIC) y la tarjeta de interfaz de red. La capa de enlace de datos realiza lo siguiente:
- Permite que las capas superiores accedan a los medios. El protocolo de capa superior no conoce por completo el tipo de medio que se utiliza para reenviar los datos.
- Acepta datos, generalmente paquetes de Capa 3 (es decir, IPv4 o IPv6), y los encapsula en fotogramas de Capa 2.
- Controla cómo se colocan y reciben los datos en el medio.
- Intercambia fotogramas entre puntos finales a través de los medios de red.
- Recibe datos encapsulados, generalmente paquetes de Capa 3, y los dirige al protocolo de capa superior adecuado.
- Realiza la detección de errores y rechaza cualquier marco dañado.
En redes informáticas, un nodo es un dispositivo que puede recibir, crear, almacenar o reenviar datos a lo largo de una ruta de comunicación. Un nodo puede ser un dispositivo, como un ordenador portátil o teléfono móvil, o un dispositivo intermediario como un conmutador Ethernet.
Sin la capa de enlace de datos, los protocolos de la capa de red, como IP, tendrían que tomar disposiciones para conectarse a todos los tipos de medios que pudieran existir a lo largo de una ruta de entrega. Además, cada vez que se desarrollaba una nueva tecnología o medio de red IP, tendría que adaptarse.
La figura muestra un ejemplo de cómo la capa de enlace de datos agrega información de NIC de origen y destino Ethernet de capa 2 a un paquete de capa 3. Luego, convertiría esta información a un formato compatible con la capa física (es decir, la Capa 1).
Subcapas de enlace de datos LAN/MAN IEEE 802
Los estándares LAN/MAN IEEE 802 son específicos para redes LAN Ethernet, redes LAN inalámbricas (WLAN), redes de área personal inalámbricas (WPAN) y otros tipos de redes de área local y metropolitana. La capa de enlace de datos LAN/MAN IEEE 802 consta de las dos subcapas siguientes:
- Control de Enlace Lógico (LLC): Este IEEE 802.2 subcapa se comunica entre el software de red en las capas superiores y el hardware del dispositivo en las capas inferiores. Coloca información en el marco que identifica qué protocolo de capa de red se está utilizando para el marco. Esta información permite que varios protocolos de capa 3, como IPv4 e IPv6, utilicen la misma interfaz de red y el mismo medio.
- Control de acceso a medios (MAC): Implementa esta subcapa (IEEE 802.3, 802.11 u 802.15) en hardware. Es responsable de la encapsulación de datos y el control de acceso a medios. Proporciona direccionamiento de capa de enlace de datos y está integrado con varias tecnologías de capa física.
La figura muestra las dos subcapas (LLC y MAC) de la capa de enlace de datos.
La subcapa LLC toma los datos del protocolo de red, que normalmente es un paquete IPv4 o IPv6, y agrega información de control de Capa 2 para ayudar a entregar el paquete al nodo de destino.
La subcapa MAC controla la NIC y otro hardware responsable de enviar y recibir datos en el medio LAN/MAN con cable o inalámbrico.
La subcapa MAC proporciona encapsulación de datos:
- Delimitador de marcos: El proceso de enmarcado proporciona delimitadores importantes para identificar campos dentro de un marco. Estos bits delimitadores proporcionan sincronización entre los nodos transmisor y receptor.Direccionamiento
- : proporciona direccionamiento de origen y destino para transportar el fotograma de capa 2 entre dispositivos en el mismo medio compartido.
- Detección de errores: Incluye un remolque utilizado para detectar errores de transmisión.
La subcapa MAC también proporciona control de acceso a medios, lo que permite que varios dispositivos se comuniquen a través de un medio compartido (semidúplex). Las comunicaciones dúplex completo no requieren control de acceso.
Proporcionar acceso a medios
Cada entorno de red que encuentran los paquetes mientras viajan de un host local a un host remoto puede tener características diferentes. Por ejemplo, una LAN Ethernet generalmente consiste en muchos hosts que compiten por el acceso en el medio de red. La subcapa MAC resuelve esto. Con los enlaces serie, el método de acceso solo puede consistir en una conexión directa entre solo dos dispositivos, generalmente dos enrutadores. Por lo tanto, no requieren las técnicas empleadas por la subcapa MAC IEEE 802.
Las interfaces de enrutador encapsulan el paquete en el marco apropiado. Para acceder a cada enlace se utiliza un método de control de acceso de medios adecuado. En cualquier intercambio de paquetes de capa de red, puede haber numerosas capas de enlace de datos y transiciones de medios.
En cada salto a lo largo de la ruta, un enrutador realiza las siguientes funciones de capa 2:
- Acepta un marco de un medio
- De-encapsula el marco
- Re-encapsula el paquete en una nueva trama
- Reenvía el nuevo marco apropiado para el medio de ese segmento de la red física
El router en la figura tiene una interfaz Ethernet para conectarse a la LAN y una interfaz de serie para conectarse a la red WAN. A medida que el enrutador procesa fotogramas, utilizará servicios de capa de enlace de datos para recibir el fotograma de un medio, desencapsularlo en la PDU de Capa 3, volver a encapsular la PDU en un nuevo fotograma y colocar el fotograma en el medio del siguiente enlace de la red.
Estándares de capa de enlace de datos
Los protocolos de capa de enlace de datos generalmente no están definidos por Solicitud de comentarios (RFC), a diferencia de los protocolos de las capas superiores de la suite TCP/IP. El Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet (IETF) mantiene los protocolos y servicios funcionales para el conjunto de protocolos TCP/IP en las capas superiores, pero no definen las funciones y el funcionamiento de la capa de acceso a la red TCP/IP.
Las organizaciones de ingeniería que definen estándares y protocolos abiertos que se aplican a la capa de acceso a la red (es decir, las capas físicas y de enlace de datos de OSI) incluyen lo siguiente:
- Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE)
- Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT)
- Organización Internacional de Normalización (ISO)
- Instituto Nacional Americano de Normas (ANSI)
Los logotipos de estas organizaciones se muestran en la figura.
Logotipos de Organizaciones de Ingeniería
Glosario: Si tiene dudas sobre algún término especial, puede consultar este diccionario de redes informáticas.
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