IMPORTANCIA DE DE LA CAPA DE ENLACE DE DATOS DE UNA RED

1.0 La capa de enlace de datos tiene que desempeñar varias funciones especificas Cuales son dichas funciones.

La capa de enlace de datos es responsable de la transferencia fiable de información a través de un Circuito eléctrico de transmisión de datos. La transmisión de datos lo realiza mediante tramas que son las unidades de información con sentido lógico para el intercambio de datos en la capa de enlace. También hay que tener en cuenta que en el modelo TCP/IP se corresponde a la segunda capaSus principales funciones son:

1. Iniciación, terminación e identificación.2. Segmentación y bloqueo.3. Sincronización de octeto y carácter.4. Delimitación de trama y transparencia.5. Control de errores.6. Control de flujo.7. Recuperación de fallos.8. Gestión y coordinación de la comunicación.

1.1Iniciación terminación e identificación La función de iniciación comprende los procesos necesarios para activar el enlace e implica el intercambio de tramas de control con el fin de establecer la disponibilidad de las estaciones para transmitir y recibir información.Las funciones de terminación son de liberar los recursos ocupados hasta la recepción/envío de la última trama. También de usar tramas de control. La identificación es para saber a que terminal se debe de enviar una trama o para conocer quien envía la trama. Se lleva a cabo mediante la dirección de la capa de enlace.1.2. Segmentación y bloque

La segmentación surge por la longitud de las tramas ya que si es muy extensa, se debe de realizar tramas más pequeñas con la información de esa trama excesivamente larga.Si estas tramas son excesivamente cortas, se ha de implementar unas técnicas de bloque que mejoran la eficiencia y que consiste en concatenar varios mensajes cortos de nivel superior en una única trama de la capa de enlace más larga.

1.3 Sincronización de octeto y carácter

En las transferencias de información en la capa de enlace es necesario identificar los bits y saber que posición les corresponde en cada carácter u octeto dentro de una serie de bits recibidos.Esta función de sincronización comprende los procesos necesarios para adquirir, mantener y recuperar la sincronización de carácter u octeto. Es decir, poner en fase los mecanismos de codificación del emisor con los mecanismos de decodificación del receptor

1.4 Delimitación de trama

La capa de enlace debe ocuparse de la delimitación y sincronización de la trama. Para la sincronización puede usar 3 métodos:

•El primero de ellos es "Principio y fin" (caracteres específicos para identificar el principio o el fin de cada trama).•También puede usar "Principio y cuenta" (Utiliza un carácter para indicar comienzo y seguido por un contador que indica su longitud).•Por último puede usar el "Guion" (se emplea una agrupación especifica de bits para identificar el principio y fin mediante banderas/flags).

La transparencia se realiza mediante la inserción de bits. Consta de ir contando los unos consecutivos y cuando se encuentra con 5 unos seguidos y consecutivos introduce el bit 0 después del quinto uno. Ejemplo: Las banderas/flag suelen ser 01111110, y al aplicar la transparencia pasa a ser 011111010.

1.5 Control de Errores

Proporciona detección y corrección de errores en el envío de tramas entre computadores, y provee el control de la capa física. Sus funciones, en general, son:Identificar Trama de datosCódigos detectores y correctores de errorControl de flujoGestión y coordinación de la comunicación.

1.7 Recuperación de fallos

1.6 Control de flujoEl control de flujo es necesario para no saturar al receptor de uno a más emisores. Se realiza normalmente en la capa de transporte, también a veces en la capa de enlace. Utiliza mecanismos de retroalimentación. Suele ir unido a la corrección de errores y no debe limitar la eficiencia del canal. El control de flujo conlleva dos acciones importantísimas que son la detección de errores y la corrección de errores.

La detección de errores se utiliza para detectar errores a la hora de enviar tramas al receptor e intentar solucionarlos. La corrección de errores surge a partir de la detección para corregir errores detectados y necesitan añadir a la información útil un número de bits redundantes bastante superior al necesario para detectar y retransmitir. Sus técnicas son variadas.

También cabe destacar los protocolos HDLC que es un control de enlace de datos a alto nivel, orientado a bit y obedece a una ARQ de ventana deslizante o continuo. También existen protocolos orientados a carácter.

Se refiere a los procedimientos para detectar situaciones y recuperar al nivel de situaciones anómalas como la ausencia de respuesta, recepción de tramas inválidas, etc. Las situaciones más típicas son la pérdida de tramas, aparición de tramas duplicadas y llegada de tramas fuera de secuencia.Si no se tratasen correctamente estos eventos se perderán información y se aceptarán datos erróneos como si fuesen correctos. Generalmente se suelen utilizar contadores para limitar el número de errores o reintentos de los procesos y procedimientos. También se pueden usar temporizadores para establecer plazos de espera (timeout) de los sucesos.

1.8 Gestión y coordinación de la comunicación

La gestión atiende a 2 tipos:1. El primero de ellos es un sistema centralizado donde existe una máquina maestra y

varias esclavas. Estas conexiones se pueden realizar punto a punto o multipunto.2. El segundo de ellos es el distribuido, donde no existe máquina maestra y todas

compiten por el control del sistema de comunicación.

2 La función de la capa de enlace de datos es suministrar servicios a la capa de red .Cuales son dichas funciones.La capa de red controla el funcionamiento de la subred, decidir qué ruta de acceso física deben tener los datos según las condiciones de red, prioridad de servicio y otros factores. Proporciona:

1. Enrutamiento: dirige los fotogramas entre redes.

2. Control de tráfico de subred: enrutadores (sistemas intermedios de capa de red) pueden indicar a una estación de envía "controlar" su transmisión marco cuando se llena el búfer del enrutador.

3. La fragmentación del marco: si determina que un enrutador de nivel inferior del máximo tamaño de la unidad (MTU) de transmisión es menor que el tamaño de trama, un enrutador puede fragmentar un marco para la transmisión y montaje en la estación de destino.

4. Asignación de direcciones lógico / físico: direcciones lógicas o nombres, se traduce en direcciones físicas.

5. Cuentas de uso de subred: dispone de funciones de administración de cuentas para realizar un seguimiento de marcos reenviados por sistemas intermedios de subred, para generar información de facturación.

3 Que es un entramado. Es la unidad de intercambio de información en los protocolos de los niveles de enlace de datos es la trama. Una trama es un bloque de datos que además contiene información de control empleada por el protocolo para identificarla de las demás.

Para que el nivel de enlace de datos sea capaz de corregir los errores en la transmisión es necesario que divida la información en bloques, es decir, tramas.

4. Cuales son las características de dicho entramadoEl nivel de enlace de datos es el encargado de:

1- Fragmentar el flujo de información recibido desde el nivel de red en tramas discretas. 2- Posteriormente deberá calcular el código de redundancia correspondiente para cada una de ellas y 3- Lo añadirá justo con el resto de información de control necesaria.

La división en tramas de información a enviar se realiza normalmente mediante técnicas de señalización asíncrona. A diferencia de los dígitos binarios individuales, las tramas pueden ser varias decenas de veces más grandes, por lo que las técnicas de señalización síncronas no se aplican. Para marcar el inicio y el final de cada trama se han diseñado varios métodos:

CUENTA DE CARACTERES:En este método se agrega un campo en la cabecera para especificar el número de dígitos binarios que hay en la trama. Cuando el destinatario recibe los dígitos en orden, lee el campo de cuenta para comprobar cuál es la longitud de la trama. El problema de este algoritmo es que la cuenta pueda distorsionarse por un error de transmisión, es decir, un error que afecta a una sola trama puede hacer que la cuenta se pierda a partir de ese momento y las tramas se vayan tomando de una forma incorrecta, por esta razón, el método de cuenta de caracteres se utiliza muy rara vez actualmente.

5. Puesto que es demasiado riesgoso depender de la temporalizarían para marcar el inicio y el final de cada trama , se han diseñado varios métodos menciona y explica cada uno de dichos métodos.

CARACTERES DE INICIO Y FIN:Otra técnica consiste en la utilización de caracteres especiales o secuencias de dígitos que indiquen el comienzo y fin de las tramas. El problema que plantea esta técnica es que los caracteres, códigos y secuencias de dígitos binarios no pueden aparecer en el contenido de las tramas ya que se interpretarían incorrectamente.

TÉCNICAS DE RELLENO que impiden que las marcas de inicio y fin aparezcan dentro de la trama. El relleno de caracteres es una técnica que usa los caracteres especiales DLE, ETX y STX todas ellas pertenecientes al código ASCII.1- Para marcar el inicio de trama se usa la secuencia DLE ETX 2- y para realizar el relleno se inserta un DLE por cada DLE que aparezca en el campo de información. VIOLACIÓN DE CODIFICACIÓN DE LA CAPA FÍSICA:Esta técnica utiliza valores prohibidos para representar las marcas de inicio y fin de trama.2 bits primeros 2 bits últimos

Lo que se hace es enviar una señal anormal en el código utilizado para indicar el comienzo y fin de la trama.La ventaja es que no hay que utilizar bits o caracteres de relleno.

1 0 0 0 1 1 0 1 0

6. Como realiza la detección y corrección de errores en la capa de enlace de datos

se utiliza para detectar errores a la hora de enviar tramas al receptor e intentar solucionarlos. Se realiza mediante diversos tipos de códigos del que hay que resaltar el CRC (códigos de redundancia cíclica), simple paridad (puede ser par, números de 1´s par, o impar) paridad cruzada (Paridad horizontal y vertical) y Suma de verificación. La corrección de errores surge a partir de la detección para corregir errores detectados y necesitan añadir a la información útil un número de bits redundantes bastante superior al necesario para detectar y retransmitir. Sus técnicas son variadas. El Código Hamming, Repetición, que cada bit se repite 3 veces y en caso de fallo se toma el bit que más se repite; También puede hacerse mediante verificación de paridad cruzada, Reed-Solomon y de goyle. Los procesos físicos que generan los errores en algunos medios (por ejemplo la radio) tienden a aparecer en ráfagas, no individualmente. El que los errores lleguen en una ráfaga tienen tantas ventajas como desventajas respecto a los errores aislados de un solo bit. Por el lado de las ventajas, los datos de computadora siempre se envían en bloques de bits. Suponga que el tamaño del bloque es de 1000bits y la tasa de error es de 0.001 por bit. Si los errores fueran independientes, la mayor parte de los bloque contendrían un error. Sin embargo, si los errores llegan en ráfagas de 100, en promedio solo uno o dos bloques de cada 100 serán afectados. La desventaja de los errores en ráfaga es que son mucho más difíciles de detectar y corregir que los errores aislados.

7. Cuales son los códigos de detección de errores

Un proceso de comunicación puede tener lugar en diversas formas: por ejemplo al hacer una llamada telefónica, al enviar un telegrama, al usar un lenguaje de signos. En tales casos, el proceso involucra el flujo de información a través de un medio, el cual va del remitente al receptor. El medio que lleva la información puede ir de la mímica al habla, o la electricidad al agua, o una secuencia de dígitos binarios y puede ser tan intangible como cualquier cosa mediante la cual una mente humana puede afectar a otra. En cualquier caso, un proceso de comunicación involucra un flujo de información a través de un sistema. 

Un sistema de comunicación ideal1.  Transmisor, remitente o fuente2. Canal o medio de almacenamiento3. Receptor En la práctica, un canal de comunicación está sujeto a una a diversidad de perturbaciones que resultan en una distorsión del mensaje que se está trasmitiendo. Cualquier alteración de estas se llama ruido. La forma en la cual el ruido puede aparecer depende del canal. El proceso de codificación de o enciframiento es un procedimiento para asociar palabras de un lenguaje, con ciertas palabras de otro lenguaje de una manera uno a uno. De igual manera el proceso de decodificación o desciframiento, o es la operación inversa, o alguna otra transformación uno a uno. En la mayoría de las aplicaciones el canal de comunicación está limitado a un alfabeto valuado de manera binaria cuyas señales se pueden denotar como 0 y 1. Un canal así se llama canal binario.

 Cualquier código de n bits s e puede considerar como un subconjunto de todas las posibles cadenas de n bits. Las cadenas incluidas en este subconjunto particular se denominan palabras código, mientras las cadenas que no están incluidas se denominan palabras que no son del código.

8. Menciona y explica cada uno de los protocolos que existen para el enlace de datos.

Los datos se transmiten en una dirección, las capas de red en el transmisor y receptor siempre están listas, el tiempo de procesamiento puede ignorarse, espacio infinito de buffer, canal libre errores.Dos procedimientos diferentes, uno transmisor y uno receptor que se ejecutan en la capas de enlace.Transmisor solo envía datos a la línea, obtiene un paquete de la capa de red, construye un frame de salida y lo envía a su destino. Receptor espera la llegada de un frame.

Protocolos simplex sin restricciones

Protocolos simplex de parada y esperas

El receptor no es capaz de procesar datos de entrada con una rapidez infinitaReceptor debe proporcionar realimentación al transmisor, el transmisor envía un frame y luego espera acuse antes de continuar

Protocolos simplex para un canal ruidosoCanal presenta errores, los frame pueden llegar dañados o perderse por completoAgregar un temporizador, falla si el frame de acuse se pierde pues se retransmitirá el frame.Se debe agregar un numero de secuencia en el encabezado de cada frame que se envía.Protocolos de ventana corrediza

Usar el mismo circuito para datos en ambas direcciones, Se mezclan los frames de datos con los frame de acuse de recibido, Receptor analiza el campo de tipo en el encabezado de un frame de entrada para determinar si es de datos o acuse.En todos los protocolos de ventana corrediza, cada frame de salida contiene un número de secuencia con un intervalo que va desde 0 hasta algún máximo. El máximo es generalmente 2(n) -1, por lo que el número de secuencia cabe bien en un campo de n bits.

Protocolos de ventana corrediza de un bit

Usa parada y espera, ya que el transmisor envía un frame y espera su acuse antes de transmitir el siguiente.La máquina que arranca obtiene su primer paquete de su capa de red, construye un frame a partir de él y lo envía. Al llegar este frame, la capa de enlace de datos receptor lo revisa para ver si es un duplicado. Si el marco es el esperado, se pasa a la capa de red y la ventana del receptor se recorre hacia arriba.Protocolo que usa regresar n y protocolo de repetición selectiva Hasta ahora hemos supuesto insignificante el tiempo necesario para que un frame llegue al receptor más el tiempo para que regrese el acuse.

El tiempo de viaje tiene importantes implicaciones para la eficiencia del aprovechamiento del ancho de banda. Canal de 50Kbps con retardo de propagación de ida y vuelta de 500 mseg.Con frames de 1000 bits, en 20 mseg. el frame ha sido enviado completamente.En 270 mseg. el frame llega por completo al receptor y en 520 mseg. llega el acuse de regreso al transmisor.El transmisor estuvo bloqueado durante el 96% del tiempo (500/520). Sólo se usó el 4% del ancho de banda disponible.Leonardo Aquino HernándezIng. .Computación5° Semestre