La capa de enllaç de datos ofereix els elmenets necesaris per al intercanvi de dades en un mitja comu La capa de enllaç de datos reempaqueta estos datos en trames i controla lacces als mitjos de les trames
SOPORTE I CONEXIÓN CON LOS SERVICIOS DE LAS CAPAS SUPERIORES
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Permet l’acce de les capes superiors al medio
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Controla com es coloquen les dades al medio i rebuts per este usan tecniques com MAC (control de acces al medio
La capa de enllaç de dades es la responsable del intercanvi de trames entre nodos ( dispositivos que se comunican en la capa 2) a taves de un medio de una red física.El proces inclou la creacio de la trama la colocacio al medio i la recepcio i desencapsulacio al altre nodo
Ailla a les capes superiors dels procesos de comunicacio Esta capa ofereix serveis per a soporta els procesos de comunicacio de cada medio a través dels cuals se transmiteixen los datos. Les trames poden pasar per diferents tipos de medios i de capes de enllac de datos. en cada salto un dispositiu intermiediari prodcesa la trama de la seguent forma:
1.
Accepta la trama desde el medio m edio
2. Desencapsula la trama en un paquet 3. Constueix una nova trama adecuada al nou medio 4. Reenvia el paquet dins de la nova trama a través del nou segment de red física
En cada salto se comprova la trama per vere si te fallos . si te fallos es descarta la trama si la trama es bona senvia a una protocol de la capa superior com IPv4 o IPv6
CONTROL DE TRANSFERENCIA A TREVES DEL MEDIO LOCAL
Los protocols de capa 2 especifiquen la encapsulacio de unpaquet dins de una trama i les tecnques usades per a coseguir el paquet encapsulat desde cada medio. La técnica empleada per aixo es la MAC (Control de acces als medios). Per a que els paquets pugeun anar en difernets medios poden ser necesaris varios metosdos de control de acces al medio durant una comunicacio simple. Estos métodos defineixen los procesos pels cuals els dispositius de red poden accedi al medio i transmiti trames en diferentes entorns de res.
Cada tipo red que els paquets es troven poden tenir difernets caracteristiques
Un nodod que es un dispositiu final usa un adaptador per conectarse a la red. L’adaptdor es el
que administra el proces de entramat i el metode de acces al medio. En los dispositius intermitjos on el tipo de medio pot cambiar per a cada red conectada, ñes difernets interfaces fisiques encapsulen el paquet en la trama adecuada y después un metode MAC adecuat sencarrga de accedi a cada enllaç.
CREACIÓ DE UNA TRAMA
Informacio de control dels protocols de la capa de enllaç de datos -
Que nodo están en comunicacio uns en altres
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Que comunciacio entre nodos individuals escomensa o sacaba
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Si es produeixen errors mentre els no dods es comuniquen
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Quins nodos es comuniquen a continuacio
La encapsulacio inclou esta informacio de control. El protocol descriu quina informacio de control es necesaria i como sa de incluir en la encapsulacio. Usan la encapsulacio descrita en el protocol, la capa de enllaç de dades prepara el paquet per al seu transport a través del medio local, encapsulantlo en una cabecera i un tráiler per crea una trama La trama inclou lo seguent: -
Datos. El paquet procedent de la capa de red Cabecera. LA informacio de control, com el direccionament, localitzada al principi de la PDU
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Trailer. La informació de control añadida al final de la PD U
Dins de cada trama hi ha un numero espesific de bits asignats a cada camp de control. El nodo receptor usa l’entramat de la capa de anllaç de dades per determina les difernents agrupacions
de bits en el flujo que correspon a cada camp
Camps avituals -
Camps idicadors de inici i final. El comencament i final de la trama Camps de direccionament o de denominacio. Los dispositivos de desti i/o de origen Camp de tipo. El tipo de PDU continguda en la trama Camp de datos. La carga útil de la trama(paquet de la capa de red)
Los camps del final de la trama es reserven per al control de errors i delimitar el fi de la trama No tots el protocols incueixen estos camps
CONECTAR LOS SERVICIOS DE CAPA SUPERIOR CON EL MEDIO
La capa de enllaç de datos existeix com a capa de conexio entre els procesos software i els processos hardware de la capa física inferior
En mols casos la capa de enllaç de dades esta personificada com una entitat física, com una NIC(tarjeta de interface de red) Ethernet i es la que permet la conexio entre els procesos software en ejecucio al PC en lo medio fisic. El software asociat a ella li permet fer les seves funcions intermitges de preparacio de datos per a la seva transmisio pei codificaccio com señals que poden ser enviades per un medio fisic asociat
Subcapes de la capa de enllaç de datos -
La superior defineix els procesos software qe pro porcionen serveis als protocols de la capa de red
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La inferior defineix los procesos de acces als medios portats a cap pel hardware
Esta separacio en subcapes permet que un t ipo de trama definida per la capa superior acedeix als diferents tipos de medios definits per la capa inferior
Subcapes LAN mes comuns: -
LLC (control de enllaç logic) situa la informacio a la trama que identifica quin protocaol de la capa de red esta sen utilitzat per la mateixa. Esta informacio permet que diferents protocols utilitzen la mateixa interface de red i medio
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MAC (control de acces als medios). Proporciona el direccionament de capa de enllaç de datos i la limitacio de les dades dacord als requisits de senyalitzacio fisics del medioi del tipo de protocol de capa de enllaç de dades en us.
TECICAS MAC: COLOCACION DE DATOS EN EL MEDIO
La regulacio de les trames de datos sobre el medio se coneix com MAC. Las técnicas MAC defineixen si els nodos comparteixen el medio i com MAC es el equibalent a les normes de trafic Los protocols de la capa de enllaç de dades defineix les regles pae l’acces als di fernets medios.
Alguns metodes MAC utilitzen procesos altament controlats per asegura que eles trames son posades al medio de una manera segura. Estos métodos esatn definits per mitja de sofisticats protocols, els cual produeixen sobre carga a la red.
Metodos MAC -
La comparticio del medio. Dos nodos omas comparten el medio Topologia. Com apareix a la capa de enllaç de dades la conexio entre els nodos
MAC POR MEDIO COMPARTIDO Algunes topologies de red comparteix el medio en multiples nodos. En cualsevol momento poden existir varios dispositius intentan enviar i rebre datos Les toptologies multiacces permeten que varios nodos c ompartiguen el medio per a transmiti les trames
MAC Controlada: Cada nodo disposa del seu temps per accedi al medio MAC En L’enfrentament: Tots els nodos competixen per accedir al medio
Acces controlat: Un sol nodo pot emiti en cada momento determinat. Los nodos que volen transmiti an de espera el seu torn. No hi ha colisions.Algunes reds usen pas de testigo. Exemple FDDI Token ring Acces en l’enfrentament:
Los nodos poden transmetre en cualsevol momento en base a ke i a un acces per colisio. Existeixen mecanismos per a resoldre el enfrentament CSMA/CD per a reds Ethernet CSMA/CA per a reds inalambriques 802.11 Exemple ethernet inalámbrica
ACCESO CONTROLADO A UN MEDIO
En un acces controlat els dispositius agafen el seu torn de manera secuencial per aaccedir el medio. Este acces tambe se li diu programat o determinista . Cuan arriba la hora de que un dispositiu accedeix al mediopero este no o necesita pasa al seguen dispositiu. Cuan un nodo esta posan una trama sobre el medio cap alte nodo en pot posar fins que la trama no arribe al desti i sigue processada. Aunque esta mol ben organitzat i proorciona un rendiment predecible estos métodos poden ser ineficacps perke cada nodo a de espera per poder envía trames a través del medio
ACCESO AL MEDIO COMPARTIDO BASADO EN EL ENFRENTAMIENTO
Los métodos basats en l’enfrentament permeten que cualsevol nodo que tingue datos que
transmitir intenten accedir al medio Estos métodos MAC son coneguts a vegades com no determinista. Per evitar les colisions de trames estos métodos utilitzen un proces CSMA(Acceso multiple per deteccio de portadora) per detecta si el medio esta transportan una señal portadora de un altre nodo. Si trova una señal portadora de un altre nodo este espera i o intentara de nou pasat un temps. Si no se detecta cap portadora el dispositiu envía els seus datos. Ehternet i les reds inalambriques usen MAC’s basades en la disputa.
Los métodos MAC b asats en l’enfrentament no tenen la sobrecarga du un metode controlat perono s’adapten masa be als entorns de red grans ja que la posibilitat de accedi al medio i de
que no i aguen colisions aumenta cuan mes nodos hi ha i a mes el mecanices de recuperacio per corregir errorsdeguts a les colisions redueix mes el rendiment. CSMA sol esta implementat junt un metode per resoldre les disputes pel medio -
CSMA/CD detección de colisiones
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CSMA/CA Prevencio de clisio
CSMA/CD detección de colisiones: En CSMA/CD, El dispositiu monitoritza el medio per detectar la presencia de una señal de datos. Si no en trova cap envía els datos. I si en trova cansela lenvio i o intenta mes tar
CSMA/CA Prevencio de clisio: En CSMA/CA, El dispositiu monitoritza el medio per detectar la presencia de una señal de datos. Si no en trova cap envía una señal conforme va a utilitza el medio i despres envía els datos.
MAC PARA UN MEDIO NO COMPARTIDO
Los protocols MAC per a medios no compartits precisen de mol poc control antes de posa les trames al medio.Protocols mes simples exmple punt a punt En un enllaç punt a punt sa de considera si la comunicacio es semiduplex (half dúplex) o
Fullduplex Semiduplex: una sola direccio, rebre o envía pero no els dos a l’hora Fullduplex: bidireccional pot rebre i envía al mateix temps
TOPOLOGIA LOGICA FRENTE TOPOLOGIA FISICA
La topología de una red es la agrupacio o relacio dels dispositius de la red i les seves conexions establertes i poden ser vistes a nivel fisic i logic
TOPOLOGIA FISICA: Es una agrupacio de els nodes i les conexions establertes entre ells la forma de utilitza els medios per interconexctar estos dsipositius es topología física
TOPOLOGIA LOGICA: Esla forma que te una red `per transferí trames de un nodo a un altre. Esta agrupacio consta de conexions virtuals independents de les conexions fisiques necesarises per conectar els dos nodes Les snyals logiques están definides pel protocol de la capa de nllaç de datos. La capa de enllaç de datos mira la topología lógica de la r ed cuan controla l’acces de datos al medio. Esta topologoia infulueix en la MAC i l’entramat de red utilitzats
TOPOLOGIA PUNTO A PUNTO
Una topología pun a punt conecta dos nodos directament. En reds de datos en topología punt a punt, el protocol MAC pot ser mol simple Que dos nodos estén conectat per disposiius intermitjos no qafecta a la seva topología lógica La conexio lógica de dos nodos forma lo que sen diu circuit virtual
Un circuit virtual es una conexio de dos nodes dins de una red
TOPOLOGIA MULTIACCESO
Una topología multiacces lógica permet que varios nodos se comuniquen usan el mateix medio. El medio domes pot tenir la trama de un nodo En la topología multiacces la trama es enviada a tots els nodes pero se li a de posa na direccio per saber a qu in node va dirigit i este será l’unic que acceptara la trama Per evitar les colisions sa de usa un metode CSMA/CA o CSMA/CD pero tambe sen poden veure algunes de pas de testigo El protocol de la capa de enllaç de datos especifica el metode MAC que proporciona el equilibri adecuat entre el control de la trama, proteccio de la mateixa i sobrecarga de la red
TOPOLOGIA EN ANILLO
En una topología en anillo lógica cada nodo recibe una trama. Si no va dirigida a ell la pasa al seguent node. Aixo permet a l’anell unas una técnica MAC controlada denominada paso de testigo
Los nodos de una topología en anell lógica desfan la trama per veure la direccio que hi ha i si no es la seva el reenvia al seguen node Se pot colocar una señal que fa de testigo al medio i domes el pot utilitza el que te el testigo o token
MAC:DIRECCIONAMIENTO I ENTRAMADO DE DATOS Dos importants funcions de la subcapa MAC son el direccionament i el entramat dels datos. El entramat proporcionala informcio de control necessaria per a rebre el dato.Una part importatn de la informcio de control es la direccio de capa 2.
PROTOCOLS DE LA CAPA DE ENLACE DE DATOS: LA TRAMA
Parts basiques de una trama -
Cabecera
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Datos
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Trailer
Tots els protocols de la capa de enllaç de datos encapsulen la PDU de capa 3 di ns la par de datos de la tramapero la cabecera i el tráiler varien segons el protocol El protocol de la capa de enllaç de datos proporc iona les caracteristiques requrides per al transport de la trama per difernets medios. Estas caracterisitiques del protocol están integrades en la encapsulasio que en arriba al desti son llegides i descartades Segons la transmisio se untilitzen uns protocols o uns altres de la capa de ellaç de datos
ENTRAMADO: EL PAPEL DE LA CABECERA
La cabecera conte la informacio de control espesificada pel protocol de la capa de enllaç de datos para la topología loica concreta i el medio en concret.La informacio de control es única per a cada protocol i la utilitza el protocol de la capa 2 per proporciona les caracteristiques per l’entorn de comunicacio.
Camps basics cabecera: -
Inici de trama. Direccio de origen i de desti Prioritat/calitat de servei . Indica un tipo particular de sevei de comunicacio per al procesament
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Tipo.Indica el servei de la capa superio continguda en la trama Control de conexions logiques. Seutilitza per establir una conexio lógica entre dos nodos
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Control de ellaç fisic . Se utilitza per establir el anllaç al medio Control de flujo. Se utilizar per iniciar i detenir el trafic sobre el medio Control de congestion. Indica congestio al medio
DIRECCIONAMIENTO:EL LUGAR AL QUE LLEGAN LAS TRAMAS
En la capa de enllaç de datos proporciona el direccionament usat per al transport de les trames per un medio local compartit. Les direccions a esta capa es denominen direccions fisiques el direccionament de la dcapa esta dins de la cabecera de la trama i espesifica el node de desti de la trama a la red local la cabecera tambe pot porta la direccio de origen
Les direccions fisiques no indiquen en quina red lógica esta localitzat el dispositiu . Si este se mou a un altre lloc segira funcionan en la mateixa direccio fisisca Ladireccio de capa de enllaç de datos domes se utilizar para la entrega local
Les topologies punt a punt no necesiten direcconament perque domes i a unlloc on envía En les topologies multiacces i en anell es necesari el direccionament perque cuan arribe la trama i el node de desti este examina la trama i per veure si es per a ell
ENTRAMADO: EL PAPEL DEL TRAILER
Parts del tráiler añadid per la capa de enllaç de datos -
Camps de secuencia de verificacio de trama. Usats per a la verificacio de errors en los continguts de la trama
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Camp de parada. Usat per indicar el final de la trama.
El tráiler se usa per determina si la trama a arribat sense errors. Este proces es coneix com deteccio de errors , aixo es conesegueix colcan al tráiler un resum matematic o logic de los bits
que abarcan la trama.
El camp FCS(secuencia de verificacio de trama)se usa per saber si a abigut errors en la transmisio o resepsio de la trama. El medio es un entorn potencialment insegur per als datos Per grantizar que la trama que a sortit es igual que la trama que a aaribat el nodo tranmisor crea un resumen logic del contingut de la tramaaix es coneix com valor CRC(verificación per
redundancia siclica) Este valor es posa al camp FCS per representa el contingut de la mateixa Cuan una trama arriba a un nodo este calcula el valor CRC que te la trama despres o compara en el CRC que porta la trama calculat per lorigen si son iguals la trama esta b si son difernts la trama es descarta. Los errors CRC los proceden de colisiones o de estacions que emiten incorectament. Es pot dona el cas que el resultat CRC sigue correcte pero els datos estiguen mal perque el errors entre els bits poden anularse entre ells llavors es la capa superio la encarregada de detecta i corregir esta perdua de datos. El protocol usaten la capa de enllaç de datos determina si la comunicacio usa fiabilitat o corecio de errors. El camp FCS lo utilitzen tots los protocols de capa 2 per a detecta errors
EJEMPLO DE TRAMAS DE LA CAPA DE ENLACE DE DATOS
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Ethernet PPP HDLC ( control de enllaç de datos de nivel superior) Frame Relay ATM
PROTOCOLO ETHERNET PARA LAN’S
Ethernet es una familia de tecnologies de red que están definides per lestandard IEEE 802.2 i 802.3 Estos estandars defineixen tan los protocols de la capa 2 com les teconologies de la capa 1 Ethernet soporta amples de banda de 10, 100, 1.000 o 10.000 Mbps Ethernet proporciona un servei sense conexio no acreditat sobre un medi compartit usan CSMA/CA com a metode de acces al medio. El medio compartit necesita que la cabecera del paquet Ethernet use una direccio de capa de ellaç de dades per identificar els nodes de origen i de desti esta direccio es diu direccio MAC del nodo. Una dirección MAC Ethernet te un format de 48 bits hexadecimal.
Contingut trama Ethernet Preambul. S’utilitza per sincronitza el temps; tambe conte un delimitador que marca el final de la informacio de sincronitzacio
Direccio de desti. Direccio MAC de 48 bits del node de desti Direccio de origen. Direccio MAC de 48 bits del node de origen Tipo. Valor que indica quin protocol de la capa superio recibirá els datos una vegada acabe el proces Ethernet
Datos o carga útil. Es la PDU. Normalment un paquet IPv4 que será trtanportat pel medio FCS (Sequencia de verificación de trama). Un valor CRC que s’utilitza per comprobar trames malmeses. PPP PARA WAN’S PPP esta definida a RFC’s.
PPP va ser creada com un protocol WAN i PPP es encara avui un dels protocols mes fets servi per montar reds WAN. PPP es pot utilizar en varios medios fisics com ara fibra obtica, cable de par trenzat y transmisio via satelit, aixi com per a conexions virtuals.
PPPutilitza arquitectura per capas. Per acomoda els diferents tipos de mitjos, PPP estableix conexions locals, denominades sesions, entre dos nodos. La sesio PPP oculta el medio fisic al protocol de capa superio. Estes sesions tambe oferixen a PPP un metode per encapsula multiples protocols de capa superior a través de un enllaç punt a punt. Cada prototcol encapsulat sobre l’enllaç estableix la seva propia sesio PPP.
PPP permet als nodes negocia les seguents opcions: -
Autenticacio. La atuenitcacio PPP obliga als dos nodes a se autentiquen a la hora de establir comunicacio sobre l’enllaç punt a punt.
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Cpompresio. La compresio PPP redueix el tamñ de la trama de datos tranmitida a través de un enlace de red. Al reduir el tamañ tambe redueix el temps que es triga en pasa la trama per la red.
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Multienlace. El multienllaç PPP es el metode que permet utilitza multiples enllaços de datos per enviar trames.Aixo fa que es pugen emplear varios enllaços fisics per soporta una única sessio PPP
TRAMA PPP -
Indicador. Un byte unic indica el principi o final de la trama. Este camp es la secuencia binaria 01111110.
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Direccio. Un byte unic que conte la direccio de broadcast PPP estándar. PPP no asigna direccions a estacions individuals
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Control. Un byte unic que contien la secuencia binaria 00000011. La cual llama a la transmisión de datos de usuario en una trama sense secuencia
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Protocol. Dos bytes que identifican el protocol encapsulat en el camp de datos de la trama
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Datos. Cero o mas bytes que contenen el datagr ama per al protocol especificat en el camp protocol
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FCS (sequencia de verificacio de trama). normalment 16 bits ( 2 bytes). Es permet que les impementcions PPP poden usar FCS de 32 bits (4 bytes) per millorar ladeteccio de errors
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PROTOCOLOS INALAMBRICOS PARA LAN 802.11 es una conexio dels estandars IEE 802 i usa el mateix LLC 802.2 i el esquema de direccionament de 48 bits que altres LANs 802. Pero son diferents a la subcapa MAC i la capa física.
El estándar IEEE 802.11 comunment WIFI, es un sitema basat en l’enfrentament que utilitza un proces de acees al medi de tipo CSMA/CA. CSMA/CA especifica unprocediment backoff aleatori per a tots els nodes que están en espera de transmitir. Fer que tots els nodes sesperen un temps aleatori per accedir al medio redueix mol la posibilitat de colisions Les reds 802.11 utilitza un acuse de rebut de enllaç de dades per comprobar que la trama a arribat correctament. Si el nodo final no rep lacus de rebut es torna a envía la trama Altres serveis soportats per 802.11 son la autenticación(conectivitat a un dispositiu
