Capa Enlace

Funciones:

• Es la segunda capa del modelo OSI, el cual es responsable de la transferencia fiable de información a través de un circuito de transmisión de datos. Recibe peticiones de la capa de red y utiliza los servicios de la capa física.
• Control de Accesso al medio: Se encarga de transmitir información en el medio (¿Quién?, ¿Cómo? usa el medio).
• Primera capa donde los datos se empaquetan "TRAMA"
• Su usuario es la Capa 3 "Red"
• El objetivo de la capa de enlace es conseguir que la información fluya, libre de errores, entre dos máquinas que estén conectadas directamente (servicio orientado a conexión). 
• Verifica la trama correcta de los bits
• Para lograr que la información fluya sin errores y libremente, tiene que montar bloques de información (llamados tramas en esta capa), dotarles de una dirección de capa de enlace (Dirección MAC), gestionar la detección o corrección de errores, y ocuparse del control de flujo entre equipos (para evitar que un equipo más rápido desborde a uno más lento).

TRAMA

Es una unidad de información, su fuente y su destino es la entidad de la capa de enlace de datos.Verifica si la información es correcta. 

Una trama se compone de los siguientes elementos:

1.-Secuencia de Inicio: Secuencia de 0 y 1, se pone de acuerdo al lugar que se va a dirigir, aquí se encuentra la portada esto es que no hay nada.

2.-Secuencia de Fin: aquí hay información redundante para ver si la información que se transmite es correcta por medio de algoritmos de redundancia.

DIRECCIÓN FÍSICA (MAC ADDRESS)

Siglas en inglés de media access control; en español "control de acceso al medio", es un identificador que corresponde de forma única a una tarjeta o dispositivo de red. Se conoce también como dirección física, y es única para cada dispositivo. 

Dirección que indica hacia que equipo va dirigida la trama.

1.-Destino: a donde va enviar la información

2.-Fuente: remitente a donde se va contestar

Contiene 6 bytes únicos en el mundo:

• 3 primeros bytes  OVI: identificador del fabricante de tarjeta
• 3 últimos bytes : el vendedor es el encargado en que no se dupliquen los códigos de estos bytes y los asigna.

Tipos de Transmisión:

El IEEE ha construido en varios tipos de direcciones especiales para permitir que más de una tarjeta de interfaz de red que deben abordarse al mismo tiempo:

Broadcast:  

• Transmisión de paquetes de 1 a todos, todo los bits 1.
• En Hexadecimal: FF: FF: FF: FF: FF: FF

Unicast:

• Transmisión de paquetes de 1 a 1, los bits son 0 y 1.

Multicast:

• Transmisión de paquetes de 1 a algunos

Dispositivos

Hub:

 También llamado concentrador, a diferencia del switch este repite los puertos realiza Broadcast. Es un dispositivo que permite centralizar el cableado de una red y poder ampliarla. Esto significa que dicho dispositivo recibe una señal y repite esta señal emitiéndola por sus diferentes puertos.

Switch: 

 Conmutador o switch es un dispositivo digital lógico de interconexión de redes de computadoras. Su función es interconectar dos o más segmentos de red, de manera similar a los puentes de red, pasando datos de un segmento a otro de acuerdo con la dirección MAC de destino de las tramas en la red.

Un conmutador en el centro de una red en estrella. Los conmutadores se utilizan cuando se desea conectar múltiples redes, fusionándolas en una sola. Al igual que los puentes, dado que funcionan como un filtro en la red, mejoran el rendimiento y la seguridad de las redes de área local.

Aprende las direcciones y elimina el broadcast, viajando únicamente por donde se necesita.

Método de Acceso al Medio

El método de acceso a red es la manera de controlar el tráfico de mensajes por la red. Método de acceso al medio como la herramienta que se encarga de mediar entre el equipo y el entorno de red para la transmisión de información; a fin de que los datos lleguen al receptor justo como fueron enviados desde el emisor. 

En consecuencia y de manera general estos métodos se clasifican de la siguiente forma:

Acceso por contención, aleatorio o no determinantico

Los métodos aleatorios o por contención utilizan redes con topología en bus; su señal se propaga por toda la red y llega a todos los ordenadores. Este sistema de enviar la señal se conoce como broadcast.

El método de contención más común es el CSMA(Carrier Sense Multiple Access) o en castellano Acceso Multiple Sensible a la Portadora. Opera bajo el principio de escuchar antes de hablar, de manera similar a la radio de los taxis. El método CSMA está diseñado para redes que comparten el medio de transmisión. Cuando una estación quiere enviar datos, primero escucha el canal para ver si alguien está transmitiendo. Si la línea está desocupada, la estación transmite. Si está ocupada, espera hasta que esté libre.

CSMA/CD

CSMA/CD, es el acrónimo de Carrier Sense Multiple Acces/Collision Detect. Esto quiere decir que Ethernet cesa el medio para saber cuándo puede acceder, e igualmente detecta cuando sucede una colisión.

Cuando dos estaciones trasmiten, y se sobreponen sus trasmisiones, hay una COLISION y las estaciones deben de retrasmitir la señal. Este principio lo retomo CSMA/CD. Aquí lo que se hace es censar el medio físico (el cable) y "mirar" cuando puedo entrar(o sea cuando puedo transmitir). Esto es el Carrier Sense, o sea mirar si hay una portadora sobre el medio. Si no hay portadora puedo trasmitir, pero puede ocurrir que alguna estación ya halla trasmitido y por retardo en la red algún equipo (en un extremo por ejemplo) no se haya dado cuenta. Si el equipo que no se ha enterado trasmite, existirá una colisión.

Cuando la colisión es detectada, ambos equipos dejan de trasmitir, e intentaran trasmitir de nuevo en un tiempo aleatorio, que dependerá del tipo de Persistencia de CSMA/CD.

CSMA/CA

Cuando dos estaciones transmiten al mismo tiempo habrá, lógicamente, una colisión. Para solucionar este problema existen dos técnicas diferentes, que son dos tipos de protocolos CSMA: uno es llamado CA - Collision Avoidance, en castellano Prevención de Colisión y el otro CD - Collision Detection, Detección de Colisión. La diferencia entre estos dos enfoques se reduce al envío –o no– de una señal de agradecimiento por parte del nodo receptor:

•Collision Avoidance (CA): es un proceso en tres fases en las que el emisor:

1º Escucha para ver si la red está libre.

2º Transmite el dato.

3º Espera un reconocimiento por parte del receptor.

ARP 

Address Resolution Protocol o protocolo de resolución de direcciones.

• Su función es conocer  la dirección MAC que corresponde a una determinada dirección IP. 
•  Las tarjetas de interfaz red estas compuestas por 48 bits, pero para la identificación en Internet se usan la dirección IP.
• (ARP request) Envía un paquete a la dirección de difusión de la red que contiene la dirección IP por la que se pregunta. 
•  (ARP reply) Espera a que esa máquina u otra responda con la dirección Ethernet que le corresponde. 
• ARP utiliza un caché que consiste en una tabla que almacena las asignaciones entre nivel de enlace de datos y las direcciones IP del nivel de red.
• Para que los equipos puedan conectarse deben consultar la tabla para asegurarse que esta la dirección requerida y empezar a verificar en otros.

Para ampliar información consultar:


http://en.wikipedia.org/wiki/MAC_address
http://es.wikipedia.org/wiki/Capa_de_enlace_de_datos
http://es.wikipedia.org/wiki/Conmutador_(dispositivo_de_red)
http://docente.ucol.mx/al970310/public_html/CSMA.htm