Curso de Redes. 3.1. Funciones de la capa de enlace
Summary
TLDREl guion habla sobre la capa de enlace en la red de computadoras, que actúa como primer nivel de protección para los datos. Se encarga de construir tramas, detectar y corregir errores de transmisión, y en casos de medios inalámbricos poco fiables, reenviar tramas no recibidas correctamente. Además, se menciona la subdivisión de la capa de enlace en la subcapa MAC (control de acceso al medio) y LLC (control lógico), con diferentes funciones dependiendo del tipo de red, como redes locales o inalámbricas.
Takeaways
- 📡 La capa de enlace es el primer nivel de protección para los datos en la transmisión de datos.
- 🔗 La capa física se encarga de transmitir los datos, y la capa de enlace controla el driver del dispositivo de comunicaciones.
- 💻 La mayoría de las funciones de la capa de enlace están fuera del control del usuario.
- 🔄 Se construyen agrupaciones de bits denominadas tramas, que permiten detectar y corregir errores de transmisión.
- 📶 En medios inalámbricos, la capa de enlace puede reenviar tramas no recibidas correctamente, mientras que en medios por cable esto es menos común debido a su alta fiabilidad.
- 🚀 La capa de red genera un paquete que se entrega a la capa de enlace, que a su vez construye una trama para su transmisión.
- 🔄 La trama consta de una cabecera y una cola, que protegen el contenido del paquete durante la transmisión.
- 🔧 La capa de enlace extrae el paquete de la trama y lo entrega al proceso de nivel 3 (red) o nivel 4 (transporte) según sea el caso.
- 🌐 Cada interfaz física de un equipo tiene un proceso de enlace asociado, pero a nivel de red, el proceso es único para todo el equipo.
- 🛠️ Los dispositivos de nivel 2, como puentes o conmutadores, gestionan la conexión entre entradas y salidas, similares a las operadoras telefónicas antiguas.
Q & A
¿Qué representa la capa de enlace en la red?
-La capa de enlace es el primer nivel de protección en los datos, encargada de construir tramas que permiten detectar y en algunos casos corregir errores de transmisión.
¿Qué es una trama en la capa de enlace?
-Una trama es una agrupación de bits construida por la capa de enlace que tiene una estructura específica y permite la detección y corrección de errores en la transmisión de datos.
¿Cuál es la función de la cabecera y la cola en una trama?
-La cabecera y la cola son las partes frontal y trasera de una trama, respectivamente, que contienen información adicional para el manejo de la trama durante su transmisión.
¿Por qué no se suele reenviar información en medios de cable?
-Los medios de cable son lo suficientemente fiables que reenviar información que llegó mal causaría una mayor ralentización que simplemente aceptarla y dejar que las capas superiores manejen posibles problemas.
¿Qué es un driver de dispositivo de comunicaciones y cómo interactúa con la capa de enlace?
-Un driver de dispositivo de comunicaciones es un software que controla la interfaz de comunicación de un dispositivo, como una tarjeta de red inalámbrica, y interactúa con la capa de enlace para transmitir datos.
¿Qué es un switch y cómo se relaciona con la capa de enlace?
-Un switch es un dispositivo de red que conecta entradas con salidas para dirigir el tráfico de datos. Se relaciona con la capa de enlace porque es donde se desarrollan la mayoría de las funciones de esta capa, como la construcción y destrucción de tramas.
¿Qué es la subdivisión de la capa de enlace en subcapas MAC y LLC?
-La subdivisión de la capa de enlace en subcapas MAC (Control de Acceso al Medio) y LLC (Control Lógico) permite una mayor especialización en la gestión de la comunicación, con la MAC encargada del acceso al medio y la LLC de la lógica de la conexión.
¿Cuáles son las funciones obligatorias de la capa de enlace?
-Las funciones obligatorias de la capa de enlace incluyen construir y destruir tramas, detectar errores y, en medios compartidos, gestionar el acceso al medio.
¿Por qué la gestión del medio compartido es considerada una función compleja en la capa de enlace?
-La gestión del medio compartido es compleja porque implica controlar el acceso a un recurso limitado por parte de múltiples dispositivos, lo que requiere de protocolos avanzados para evitar la colisión y garantizar la eficiencia de la transmisión.
¿Cómo se relaciona la capa de enlace con la interfaz física de un dispositivo?
-Cada interfaz física de un dispositivo tiene un proceso a nivel de enlace asociado que se encarga de la construcción de tramas y la gestión de la comunicación a través de esa interfaz.
Outlines
📡 Funciones de la Capa de Enlace
El primer párrafo explica el papel de la capa de enlace en la transmisión de datos, comparándola con el primer nivel de protección en un bebé recién nacido. La capa de enlace se encarga de construir tramas, que son agrupaciones de bits con una estructura específica, que permiten detectar y en algunos casos corregir errores de transmisión. También menciona la posibilidad de reenviar tramas no recibidas correctamente, especialmente en medios inalámbricos considerados poco fiables. La capa de enlace también se encarga de eliminar la cabecera y la cola de las tramas una vez que se han verificado, entregándole el contenido útil al receptor. Además, se destaca la diferencia entre la gestión de errores en medios inalámbricos y cableados, y cómo la delegación de estas tareas a capas superiores puede afectar al rendimiento, como en el caso del ADSL.
🔌 Dispositivos de Nivel 2 y Funciones de la Capa de Enlace
El segundo párrafo profundiza en los dispositivos que operan a nivel 2, como puentes y conmutadores, y cómo estos conectan entradas con salidas para gestionar el flujo de datos. Se menciona la evolución del switch desde su origen en los conmutadores telefónicos hasta su uso actual en redes de datos. Además, se discute la división de funciones de la capa de enlace en obligatorias y opcionales, como la construcción y destrucción de tramas, la detección de errores y la gestión del acceso al medio en redes inalámbricas. También se destaca la limitación de la capacidad de intervención del usuario en la configuración de estas funciones, ya que muchas de ellas se desarrollan directamente en el hardware.
📚 Subdivisión de la Capa de Enlace
El tercer párrafo aborda la subdivisión de la capa de enlace en dos subcapas: MAC (Control de Acceso al Medio) y LLC (Control Lógico de Enlace). Se explica que en redes locales tradicionales se utilizan ambas subcapas, mientras que en redes inalámbricas y de área extensa solo se utiliza la subcapa LLC. Se enfatiza la importancia de la gestión del medio compartido y el control de acceso en redes inalámbricas, que son consideradas funciones complejas y que justifican la subdivisión de la capa de enlace.
Mindmap
Keywords
💡Capa de enlace
💡Trama
💡Cabecera y cola
💡Control de errores
💡Red inalámbrica
💡Capa física
💡Driver de dispositivo
💡Conmutador
💡Control de flujo
💡Subcapa MAC
Highlights
La capa de enlace representa el primer nivel de protección en la transmisión de datos.
La capa física se encarga de transmitir datos controlados por el driver del dispositivo de comunicaciones.
Las funciones de la capa de enlace están generalmente fuera del control del usuario.
Las tramas son agrupaciones de bits que permiten detectar y corregir errores de transmisión.
Los códigos Reed-Solomon son mencionados como un método para corregir errores en la transmisión.
En medios inalámbricos, la retransmisión de tramas no recibidas correctamente es una función común.
Los medios de cable son considerados lo suficientemente fiables que la retransmisión no es común.
La capa de enlace puede confirmar paquetes y realizar retransmisiones en casos específicos como el ADSL.
La capa de red genera un paquete que la capa de enlace transforma en una trama.
La trama incluye una cabecera y una cola que la capa física entrega al destino.
La capa física entrega la trama a la capa de enlace correspondiente en el receptor.
La capa de enlace extrae el paquete del interior de la trama y lo entrega al nivel de red.
Cada interfaz física tiene un proceso de enlace asociado que es independiente del resto.
El nivel de enlace es asociado a la interfaz física, mientras que el nivel de red es único para todo el equipo.
Los dispositivos de nivel 2 se denominan puentes o conmutadores, con la mayoría de las funciones desarrolladas en hardware.
Un switch es un dispositivo que conecta entradas con salidas, similar a las operadoras telefónicas.
Las funciones de la capa de enlace incluyen construir y destruir tramas, detectar errores y gestionar el acceso al medio.
La gestión del medio compartido es una función compleja que a menudo se trata por separado.
La capa de enlace se puede subdividir en la subcapa MAC (control de acceso al medio) y la subcapa LLC (control lógico).
Las redes locales tradicionales tienen ambas subcapas, mientras que las modernas solo tienen la de control lógico.
Transcripts
[Música]
acaba de nacer
con nuestra ratita
la capa de enlace representaría
el primer nivel de protección en esos
datos que la capa física se encarga de
transmitir
y la controla el driver del dispositivo
de comunicaciones de la interfaz
internet inalámbrica o del tipo que sea
en el equipo normalmente la mayoría de
sus funciones están fuera de nuestro
control control del usuario
se va a encargar de construir unas
agrupaciones de bits que lo que
denominamos tramas y que tienen una
cierta estructura ya lo veremos
esa agrupación así construida nos va a
permitir detectar y en algunos casos
corregir los errores de transmisión
como lo que veíamos antes lo de los
códigos read solomon y en algunos casos
especialmente en los medios inalámbricos
que se consideran poco fiables
nos va a permitir reenviar las tramas
que no hayan sido recibidas
correctamente
lo que pasa es que salvo los medios
inalámbricos esta función normalmente no
se realiza porque los medios de cable
son hoy en día ya hace bastantes años
tan fiables que pretender reenviar lo
que llegó mal significa que te confirmen
siempre lo que llega bien y eso acaba
siendo una mayor ralentización que darlo
todo por bueno y que ya capas superiores
se encarguen en caso de que haya
problemas salvo casos como el que
acabamos de comentar del adsl que iba
tan mal y entonces había errores y
precisamente por haber delegado en capas
tan superiores concretamente de
transporte ese envío al final tiene un
coste tan grande que no nos sirven en
aquel caso del adsl si hubiera sido
posible que el protocolo a nivel de
enlace hubiera confirmado los paquetes y
bien hecho retransmisiones habríamos
podido ir a 8 megabits y hubiéramos
ganado algo pero como eso no está en
nuestra mano no es configurable pues
tuvo que descender la velocidad
esquemáticamente la capa de red genera
un paquete
que entrega a la capa de enlace y con
ese paquete la capa de enlace construye
lo que llamamos la trama la llamamos
trama porque lleva cosas por delante y
por detrás las cosas delante le llamamos
cabecera y detrás en plan original le
llamamos cola eso hace construido es lo
que entregamos a la capa física que
luego ya por esas formas que ya más o
menos sabemos lo lleva a su destino y en
su destino la capa física entrega a su
correspondiente capa de enlace esa trama
la capa de enlace va a hacer su trabajo
con esa trama va a tirar a la basura a
la cabecera y la cola una vez comprobado
lo que tenga que comprobar y va a
entregar el contenido del interior la
carga útil al receptor a nivel de
paquete en el receptor
esquemáticamente
el proceso que funciona a nivel de
enlace oa nivel 2
está asociado a la interfaz física y
aquí represento con esta con este
cuadradito
cada interfaz física de un equipo tiene
un proceso a nivel de enlace que se
encarga de ella
y por eso yo puedo si tengo un equipo
con varias interfaces ver por ejemplo
los contadores de errores de crc
individualmente por cada interfaz
ahora una vez la capa de enlace hace su
trabajo y ha extraído el paquete del
interior de la trama lo entrega al
proceso de a nivel 3 a nivel de routing
oa nivel de red
del equipo si esto fuera un host esto ya
sería el destino y aquí pasaría a nivel
de transporte si esto es como en este
ejemplo un router pues el paquete
seguramente tendrá un destino en un
sitio remoto el router decidirá por qué
interfaz ha de salir y lo enviará hacia
el siguiente router lo que quiero
destacar es en esta figura es dos cosas
la primera que a nivel de enlace cada
interfaz tiene un proceso asociado
independiente del resto pero a nivel de
red no a nivel de red el proceso es
único para todo el equipo el router va a
actuar como tenga que actuar con los
paquetes tanto le da que lleguen de aquí
como que lleguen de aquí se puede dar la
paradoja de que un paquete que vaya
dirigido alguien aquí a la derecha le
llegue por aquí decida que el destino
está a la derecha pero vuelva enviar por
dónde sale
es a nivel de enlace cada proceso es
independiente y a nivel de routing a
nivel de red perdón hay un único proceso
y la segunda cosa es que el trasiego de
información que se produzca dentro del
equipo ya una vez superado el nivel de
enlace es un trasiego que realiza el
paquete por decirlo así desnudo ya no
tiene la protección de la cabecera y la
cola de la trama del nivel de enlace
porque estamos dentro del equipo
ahora cuando viajamos por el mundo
exterior por los cables que es donde
pueden venir los recomiendo los peligros
de posibles errores siempre viajamos
protegidos de ese caparazón que nos da
la cabecera y la cola
los dispositivos que se utilizan a nivel
2 pues depende de los casos se denominan
puentes o conmutadores ya sabéis que la
denominación puente es antigua la actual
es conmutador el nombre de conmutador es
un poco desafortunado en el sentido de
que se utiliza para cualquiera de los
niveles del modelo oh sí vale aquí
estamos en el nivel 2 pero podemos
hablar de conmutadores en cualquiera de
los niveles
bueno el que prácticamente todas las
funciones del nivel de enlace se
desarrollan directamente en el hardware
sin posibilidad de gestión por nuestra
parte de intervención por ejemplo si yo
tengo una interfaz que comprueba el crc
no voy a poder decirle a la interfaz no
comprobéis el crc y pásame las tramas
defectuosas para ver yo los problemas
que está viendo eso no está disponible
al salvo en sistemas específicamente ya
para la monitorización de errores en un
en un router o en un ordenador el
propósito general yo solo puedo saber
cuántos paquetes han sido descartados
por tener errores de src pero no puedo
ver su contenido han sido descartados
antes de que estén a mi alcance
bueno y que es un switch bueno es
básicamente un switch es un dispositivo
que conecta unas entradas con unas
salidas la forma más fácil de pensárselo
de imaginarlos con lo que llaman cross
bar que sería una matriz de n por n
entradas con n por el mensaje perdón de
entradas con en salidas entonces puede
haber n por n interconexiones por
supuesto esto se iba a ser full duplex
pues será será bidireccional y las
salidas y serán también entradas y las
entradas también salidas entonces en
cada momento
el switch va a conectar cada éste con el
que le interese para dónde tiene que
dirigirse es la misma función que
hacían en su día las operadoras de
telefonía
primera mitad del siglo 20 todavía
podemos ver en películas como la gente
para hablar por teléfono de siquiera
hablar con fulanito de tal o con el
número tal y había una persona física
que conectaba el jack al destinatario
esa es la función que hace el switch la
misma que hacían las operadoras
los primeros switches que se inventaron
fueron los switches telefónicos y aquí
también hay una anécdota curiosa el
inventor del switch telefónico fue este
señor a finales del siglo 19 él no se
dedicaba a nada de telefonía en la
tecnología es lo que tenía era una
funeraria en la ciudad de kansas
en ese momento en la ciudad de kansas
esto lo podéis ver en esta anécdota está
contada en su biografía en la wikipedia
claro en la ciudad de kansas había dos
funerarias
las dos tenían más o menos clientela
para sobrevivir hasta que de repente
este señor se dio cuenta de que su
negocio vamos no tenía casi clientes y
el otro se los llevaba casi todos
entonces indagando casi de casualidad se
enteró de que la mujer del otro
funerario había entrado de operadora
telefonista en la ciudad
de forma que cuando alguien necesitaba
servicios de funeraria pues llamaba a la
telefonista y decía póngame con la
funeraria estaba claro con que funeraria
le iba a conectar
bueno entonces este año se dio cuenta de
que o se espabila va y buscaba una
solución para no depender de
telefonistas observará el peak es un
negocio y este señor se molestó en hacer
el primer computador telefónico
y a partir de ahí pues ya se dedicó a
esto y se dejó la funeraria pero bueno
esto ya es
y ese es el origen del switch
las funciones que desarrolla la capa de
enlace
pues hay algunas que están siempre y
otras que están a veces pues son las
dividen entre obligatorias y opcionales
construir
y destruir las tramas el que envía tiene
que construir la trama el que recibe la
tiene que tirar a la basura
y detectar errores
y en el caso de ser un medio compartido
gestionar el acceso al medio hoy en día
el único ejemplo que tenemos de esto son
precisamente las redes inalámbricas
porque es un medio compartido
y eso es una función del suyo tan
compleja es decir en general la de
gestionar el medio compartido
siempre se trata aparte digamos cuando
se habla de la capa de enlace
implícitamente se deja aparte la gestión
del medio compartido lo que se llama
control de acceso al medio
y de hecho nosotros lo vamos a hacer así
esa parte la vamos a ver en otros temas
que vendrán después por un lado en redes
cableadas sólo a nivel de curiosidad
histórica porque hoy en día las redes
cableadas no suelen utilizar el medio
compartido y luego si hay más en detalle
para las redes inalámbricas grandes y se
utilizan esas son las funciones
obligatorias opcionales corregir errores
como lo que veíamos antes del adsl lo de
los reds o lo más es una forma de
corregir errores no siempre está la
corrección de errores
reenviar los paquetes a ranas o perdidos
como he dicho eso tampoco siempre está y
tampoco está siempre ejercer el control
de flujo que es pedirle el receptor al
emisor que por favor que haya de que no
doy abasto
bueno como digo la el control de acceso
al medio es una cuestión suficientemente
complicada como para justificar que en
muchos casos se considera la capa de
enlace subdividir en dividir en dos
capas lo que se llama la su capa mack
que estaría abajo y que es precisamente
de las siglas en inglés control de
acceso al medio y la sub capa del enlace
de control lógico o llc en inglés que
sería la capa de enlace propiamente
dicha entonces en redes locales
tradicionales
tendríamos las dos en redes inalámbricas
tendríamos las dos en redes locales
modernas solo tenemos la de arriba y en
redes de área extensa solo tenemos la de
arriba
pero que sepáis que existe esta
subdivisión
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