Capítulo 6: Capa de enlace de datos PDF

Capítulo 6: Capa de enlace de datos Índice 6.1 Propósito de la capa de enlace de datos..........................................................................................2 6.1.1 La capa de enlace de datos..........................................................................................

Capítulo 6: Capa de enlace de datos Índice 6.1 Propósito de la capa de enlace de datos..........................................................................................2 6.1.1 La capa de enlace de datos......................................................................................................2 6.1.2 Subcapas de enlace de datos IEEE 802 LAN/MAN...............................................................3 6.1.3 Provisión de acceso a los medios............................................................................................4 6.1.4 Estándares de la capa de enlace de datos................................................................................ 4 6.1.5 Compruebe su comprensión - Propósito de la capa de enlace de datos..................................5 6.2 Topologías...................................................................................................................................... 5 6.2.1 Topologías física y lógica....................................................................................................... 5 6.2.2 Topologías de WAN................................................................................................................ 6 6.2.3 Topología WAN punto a punto............................................................................................... 7 6.2.4 Topologías de LAN.................................................................................................................8 Topologías LAN heredadas.........................................................................................................8 6.2.5 Comunicación Dúplex completo y semidúplex......................................................................9 6.2.6 Métodos de control de acceso................................................................................................. 9 6.2.7 Acceso por contienda (contención) CSMA/CD....................................................................10 6.2.8 Acceso por contienda CSMA/CA.........................................................................................11 6.2.9 Compruebe su comprensión - Topologías.............................................................................11 6.3 Trama de enlace de datos..............................................................................................................11 6.3.1 La trama................................................................................................................................ 11 6.3.2 Campos de trama.................................................................................................................. 12 6.3.3 Direcciones de Capa 2.......................................................................................................... 13 6.3.4 Tramas LAN y WAN............................................................................................................ 14 6.3.5 Compruebe su comprensión: Trama de enlace de datos.......................................................15 6.1 Propósito de la capa de enlace de datos 6.1.1 La capa de enlace de datos La capa de enlace de datos del modelo OSI (Capa 2), prepara los datos de la capa de red para la capa física. La capa de enlace de datos es responsable de las comunicaciones de tarjeta de interfaz de red (NIC) emisora a NIC receptora dentro de la misma red. La capa de enlace de datos realiza lo siguiente: Permite a las capas superiores acceder a los medios. El protocolo de capa superior no conoce completamente el tipo de medio que se utiliza para reenviar los datos. Acepta paquetes de la capa 3 (IPv4 o IPv6) y los encapsula en tramas de capa 2. En recepción, recibe y dirige paquetes a un protocolo de capa superior. Controla la forma en que los datos se colocan y reciben en los medios. Intercambia tramas entre nodos en un medio de red físico, como UTP o fibra óptica. Realiza la detección de errores y rechaza cualquier trama dañada. En notación de la capa 2 un “nodo” es un dispositivo que puede recibir, crear, almacenar o reenviar datos a lo largo de una ruta de comunicaciones. Un nodo puede ser un dispositivo final como un portátil o un teléfono móvil, o un dispositivo intermediario (al menos de capa 2) como un switch Ethernet. Un dispositivo final se denomina “nodo” o estación. La capa de enlace de datos es responsable del intercambio de tramas Ethernet entre los nodos de origen y de destino a través de un medio de red físico. La capa de enlace de datos separa de manera eficaz las transiciones de medios que ocurren a medida que el paquete se reenvía desde los procesos de comunicación de las capas superiores. La capa de enlace de datos recibe paquetes de un protocolo de capa superior y los envía hacia un protocolo de las mismas características del nodo receptor, en este caso, IPv4 o IPv6. Este protocolo de capa superior no necesita saber qué medios utiliza la comunicación. La figura muestra un ejemplo de cómo la capa de enlace de datos agrega información de destino Ethernet de Capa 2 y NIC de origen a un paquete de Capa 3. A continuación convertiría esta información a un formato compatible con la capa física (capa 1). 6.1.2 Subcapas de enlace de datos IEEE 802 LAN/MAN Los estándares IEEE 802 LAN/MAN son específicos para LAN Ethernet, LAN inalámbricas (WLAN), redes de área personal inalámbrica (WPAN) y otros tipos de redes locales y metropolitanas. La capa de enlace de datos IEEE 802 LAN/MAN consta de las dos subcapas siguientes: Control de enlace lógico (LLC: Logical Link Control): Esta subcapa IEEE 802.2 se comunica con el software de la capa de red y el hardware del dispositivo en las capas inferiores. Coloca en la trama información que identifica qué protocolo de capa de red se utiliza para la trama. Esta información CCNAv7 Capítulo 6: Capa de enlace de datos 2/15  permite que varios protocolos de la Capa 3 (IPv4 e IPv6), utilicen la misma interfaz de red y los mismos medios. Control de acceso al medio (MAC: Media Access Control): subcapa inferior (IEEE 802.3, 802.11 o 802.15) que se implementa en hardware. Es responsable de la encapsulación de datos y el control de acceso a los medios. Proporciona direccionamiento de capa de enlace de datos y está integrado con varias tecnologías de capa física. La subcapa LLC toma los datos de la capa de red (generalmente un paquete IPv4 o IPv6), y agrega información de control de Capa 2 para ayudar a entregar el paquete en el nodo de destino. La subcapa MAC controla la NIC y otro hardware que es responsable de enviar y recibir datos en el medio LAN/MAN cableado o inalámbrico. La subcapa MAC proporciona encapsulación de datos: Delimitación de tramas: El proceso de entramado proporciona delimitadores importantes que se utilizan para identificar un grupo de bits que componen una trama. Estos bits delimitadores proporcionan sincronización entre los nodos de transmisión y de recepción. Direccionamiento: proporciona direccionamiento de origen y destino para transportar la trama de capa 2 entre dispositivos en el mismo medio compartido. Detección de errores: Cada trama contiene un tráiler utilizado para detectar errores de transmisión. La subcapa MAC también realiza control de acceso a los medios, lo que permite que varios dispositivos se comuniquen a través de un medio compartido (semidúplex). Las comunicaciones dúplex completo (full duplex) no requieren control de acceso. 6.1.3 Provisión de acceso a los medios Cada entorno de red que los paquetes encuentran cuando viajan desde un host local hasta un host remoto puede tener características diferentes. Por ejemplo, una LAN Ethernet generalmente consta de muchos hosts que compiten por el acceso al medio de red. La subcapa MAC resuelve esto. Con los enlaces serie, el método de acceso sólo puede consistir en una conexión directa entre solo dos dispositivos, generalmente dos routers. Por lo tanto, no requieren las técnicas empleadas por la subcapa MAC IEEE 802. Las interfaces del router encapsulan el paquete en la trama apropiada. Se utiliza un método adecuado de control CCNAv7 Capítulo 6: Capa de enlace de datos 3/15 de acceso a los medios para acceder a cada enlace. En cualquier intercambio de paquetes de capas de red, puede haber muchas transiciones de medios y capas de enlace de datos. En cada salto a lo largo de la ruta, un router realiza las siguientes funciones de Capa 2: 1. Aceptan una trama proveniente de un medio. 2. Desencapsulan la trama. 3. Vuelven a encapsular el paquete en una trama nueva. 4. Reenvían la nueva trama adecuada al medio de ese segmento de la red física. En la animación, el router tiene una interfaz Ethernet para conectarse a la LAN y una interfaz serial para conectarse a la WAN. A medida que el router procesa tramas, utilizará los servicios de la capa de enlace de datos para recibir la trama desde un medio, desencapsularlo en la PDU de la Capa 3, volver a encapsular la PDU en una nueva trama (PDU de capa 2) y colocar la trama en el medio del siguiente enlace de la red. 6.1.4 Estándares de la capa de enlace de datos Los protocolos de capa de enlace de datos generalmente no están definidos por la Solicitud de comentarios (RFC), a diferencia de los protocolos de las capas superiores del conjunto 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 abiertos y protocolos que se aplican a la capa de acceso a la red (es decir, las capas físicas y de enlace de datos OSI) incluyen: Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU) Organización Internacional para la Estandarización (ISO) Instituto Nacional Estadounidense de Estándares (ANSI) 6.1.5 Compruebe su comprensión - Propósito de la capa de enlace de datos 3: fotograma -> trama 5: multimedia -> medio CCNAv7 Capítulo 6: Capa de enlace de datos 4/15 6.2 Topologías 6.2.1 Topologías física y lógica La topología de una red es la configuración o relación de los dispositivos de red y las interconexiones entre ellos. Existen dos tipos de topologías utilizadas al describir reces LAN y WAN: Topología física: Identifica las conexiones físicas y cómo se interconectan los nodos, es decir, los dispositivos finales y los dispositivos intermedios (es decir, routers, switches y puntos de acceso inalámbrico). La topología también puede incluir la ubicación específica del dispositivo, como el número de habitación y la ubicación en el rack del equipo. Las topologías físicas generalmente son punto a punto o en estrella. Topología lógica: Se refiere a la forma en que una red transfiere tramas de un nodo al siguiente. Esta topología identifica las conexiones virtuales mediante interfaces de dispositivo y esquemas de direccionamiento IP de capa 3. La capa de enlace de datos “ve” la topología lógica de una red al controlar el acceso de datos a los medios. Es la topología lógica la que influye en el tipo de trama de red y control de acceso a los medios que se utilizan. Ejemplo: Ethernet coaxial 10BASE5 y 10BASE2: topología física bus/lógica bus; Ethernet UTP: física estrella/lógica bus; Token Ring: física anillo/lógica anillo; Token bus: física bus/lógica anillo. La figura muestra una topología física de ejemplo para una red de ejemplo pequeña. La siguiente figura muestra una topología lógica para la misma red. CCNAv7 Capítulo 6: Capa de enlace de datos 5/15 6.2.2 Topologías de WAN Por lo general, las WAN se interconectan mediante las siguientes topologías físicas: Punto a punto: esta es la topología más simple, que consta de un enlace permanente entre dos terminales. Por este motivo, es una topología WAN muy popular. Hub-and-spoke (en estrella): es una versión WAN de la topología en estrella, en la que un sitio central interconecta sitios de sucursal mediante enlaces punto a punto. Los sitios de sucursales no pueden intercambiar datos con otros sitios de sucursales sin pasar por el sitio central. Malla (mesh): esta topología proporciona alta disponibilidad, pero requiere que cada sistema final esté interconectado con todos los demás sistemas. Por lo tanto, los costos administrativos y físicos pueden ser importantes. Básicamente, cada enlace es un enlace punto a punto a otro nodo. En la figura, se muestran las tres topologías físicas de WAN comunes. Una topología híbrida es una variación o una combinación de cualquiera de las topologías mencionadas. Por ejemplo, una malla parcial es una topología híbrida en la que se interconectan algunos terminales (no todos). CCNAv7 Capítulo 6: Capa de enlace de datos 6/15 6.2.3 Topología WAN punto a punto Las topologías físicas punto a punto conectan dos nodos directamente. Los dos nodos no tienen que compartir los medios con otros hosts. Además, cuando se utiliza un protocolo de comunicaciones serie, como el Protocolo Punto a Punto (PPP: Point-to-Point Protocol), un nodo no tiene que determinar si una trama entrante está destinada a él o a otro nodo. Por lo tanto, los protocolos de enlace de datos lógicos pueden ser muy simples, dado que todas las tramas en los medios solo pueden transferirse entre los dos nodos. El nodo en un extremo coloca las tramas en los medios y el nodo en el otro extremo las saca de los medios del circuito punto a punto. Nota: Una conexión punto a punto a través de Ethernet requiere que el dispositivo determine si la trama entrante está destinada a este nodo. Los nodos de origen y destino pueden estar conectados indirectamente entre sí a través de cierta distancia geográfica utilizando múltiples dispositivos intermedios. Sin embargo, el uso de dispositivos físicos en la red no afecta la topología lógica, como se ilustra en la figura. En la figura, agregar conexiones físicas intermedias puede no cambiar la topología lógica. La conexión lógica punto a punto es la misma. 6.2.4 Topologías de LAN En las LAN multiacceso, los dispositivos finales (es decir, nodos) están interconectados utilizando topologías estrella o estrella extendida, como se muestra en la figura. En este tipo de topología, los dispositivos finales están conectados a un dispositivo intermediario central, en este caso, un switch Ethernet. Una estrella extendida, extiende esta topología interconectando varios switches Ethernet. La topología en estrella es fácil de instalar, muy escalable (es fácil agregar y quitar dispositivos finales) y de fácil para la resolución de problemas. Las primeras topologías en estrella interconectaban terminales mediante hubs Ethernet. A veces, es posible que solo haya dos dispositivos conectados en la LAN Ethernet. Un ejemplo son dos routers interconectados. Este sería un ejemplo de Ethernet utilizado en una topología punto a punto. La topología física define cómo se interconectan físicamente los sistemas finales. Topologías LAN heredadas Las primeras versiones Ethernet y las redes Token Ring heredadas incluían otros dos tipos de topologías: Bus: Todos los sistemas finales se encadenan entre sí y terminan de algún modo en cada extremo. No se requieren dispositivos de infraestructura, como switches, para interconectar los dispositivos finales. Las redes Ethernet heredadas a menudo eran topologías de bus que usaban cables coaxiales CCNAv7 Capítulo 6: Capa de enlace de datos 7/15  porque era económico y fácil de configurar. Coaxial grueso (10BASE5) máx 500m/segmento Coaxial delgado (10BASE2) máx. 185m/segmento Anillo: Los sistemas finales se conectan a sus vecinos formando un anillo. A diferencia de la topología de bus, la de anillo no necesita tener una terminación. Las topologías de anillo se utilizaban en las antiguas redes de interfaz de datos distribuida por fibra (FDDI) y redes Token Ring. La figura muestra cómo se interconectan los terminales en las redes LAN. Es común que una línea recta en un gráfico de redes represente una red LAN Ethernet que incluye una estrella simple y una estrella extendida. CCNAv7 Capítulo 6: Capa de enlace de datos 8/15 6.2.5 Comunicación Dúplex completo y semidúplex Dúplex hace referencia a la dirección en la que se transmiten los datos entre dos dispositivos. Hay dos modos de comunicación dúplex: Comunicación semi-dúplex (half-duplex): los dos dispositivos pueden transmitir y recibir en los medios pero no pueden hacerlo simultáneamente. El modo half-duplex se utiliza en topologías de bus antiguas y con hubs ehternet. Las redes WLAN también operan en half-duplex. Half-duplex permite que solo un dispositivo envíe en el medio compartido, y se utiliza con métodos de acceso por contienda (contención). La figura animada 1 muestra la comunicación half-duplex. Comunicación dúplex completo (full-duplex): los dos dispositivos pueden transmitir y recibir en los medios al mismo tiempo. La capa de enlace de datos supone que los medios están disponibles para transmitir para ambos nodos en cualquier momento. Los switches Ethernet operan por defecto en modo full dúplex, pero pueden funcionar en half-duplex. La figura animada 2 muestra la comunicación de dúplex completo. Es importante que dos interfaces interconectadas, como la NIC de un host y una interfaz en un switch Ethernet, operen con el mismo modo dúplex. De lo contrario, habrá incompatibilidad de dúplex y se generará ineficiencia y latencia en el enlace. 6.2.6 Métodos de control de acceso Una red multiacceso (o de acceso múltiple) es una red que puede tener dos o más dispositivos finales que intentan acceder a la red simultáneamente. Las LAN Ethernet y WLAN son ejemplos de redes de acceso múltiple. Algunas redes de acceso múltiple requieren reglas que rijan la forma de compartir los medios físicos. Hay dos métodos básicos de control de acceso al medio para medios compartidos: Acceso por contienda Acceso controlado Acceso basado en la contención (contienda) En las redes multiacceso basadas en contención, todos los nodos operan en semidúplex, compitiendo por el uso del medio. Sin embargo, solo un dispositivo puede enviar a la vez. Por lo tanto, hay un proceso si más de un dispositivo transmite al mismo tiempo. Algunos ejemplos de métodos de acceso basados en contención son los siguientes: Acceso múltiple con detección de portadora y detección de colisiones (CSMA/CD: Carrier sense multiple access with collision detection) utilizado en LAN Ethernet de topología de bus o en estrella mediante hubs (heredada). Acceso múltiple con detección de portadora y prevención de colisiones (CSMA/CA: Carrier sense multiple access with collision avoidance) utilizado en LAN inalámbricas. Acceso controlado En una red de acceso múltiple basada en control, cada nodo tiene su propio tiempo para usar el medio. Estos tipos deterministas de redes no son eficientes porque un dispositivo debe aguardar su turno para acceder al medio. Algunos ejemplos de redes multiacceso que utilizan acceso controlado son los siguientes tecnologías heredadas: Token Bus (Paso de testigo en bus) (ARCNET) (IEEE 802.4) Token Ring (Paso de testigo en anillo) (IEEE 802.5) CCNAv7 Capítulo 6: Capa de enlace de datos 9/15 Nota: Hoy en día, las redes Ethernet funcionan en dúplex completo y no requieren un método de acceso. 6.2.7 Acceso por contienda (contención) CSMA/CD Entre los ejemplos de redes de acceso basadas en contienda se incluyen los siguientes: LAN inalámbrica (utiliza CSMA/CA) LAN Ethernet de topología de bus heredada (utiliza CSMA/CD) LAN Ethernet heredada con un hub (utiliza CSMA/CD) Estas redes funcionan en modo semidúplex, lo que significa que solo puede transmitir un dispositivo. Esto requiere un proceso para gestionar cuándo puede enviar un dispositivo y qué sucede cuando múltiples dispositivos envían al mismo tiempo. Si dos dispositivos transmiten al mismo tiempo, se produce una colisión. Para las LAN Ethernet heredadas, ambos dispositivos detectarán la colisión en la red. Esta es la parte de detección de colisiones (CD) de CSMA/CD. La NIC compara los datos transmitidos con los datos recibidos, o al reconocer que la amplitud de la señal es más alta de lo normal en los medios. Los datos enviados por ambos dispositivos se dañarán y deberán enviarse nuevamente. Las estaciones que han colisionado envían una señal de interferencia, detienen el envío e inician un tiempo de espera aleatorio antes de volver a intentar la transmisión. En la Figura 1 se muestra una red LAN Ethernet que utiliza un concentrador (hub). El proceso de CSMA es el siguiente: 1. PC1 tiene una trama que enviar a PC3. 2. La NIC de PC1 debe determinar si alguien está transmitiendo en el medio. Si no detecta señal, asumirá que la red está disponible para enviar. 3. La NIC de PC1 envía la trama Ethernet, como se muestra en la figura 1. 4. El hub ethernet recibe la trama. Un hub también se conoce como repetidor multipuerto. Todos los bits que se reciben por un puerto entrante se regeneran y envían por los demás puertos (figura 2). 5. Si otro dispositivo, como PC2, quiere transmitir, pero está recibiendo una trama, deberá esperar a que el canal se libere. 6. Todos los dispositivos conectados al Hub reciben la trama. Como la trama tiene una dirección destino de enlace de datos para PC3, solo ese dispositivo aceptará y copiará toda la trama. Las NIC de todos los demás dispositivos ignoran la trama (figura 3). 6.2.8 Acceso por contienda CSMA/CA Otra forma de CSMA, utilizada en las redes WLAN IEEE 802.11, es el acceso múltiple por detección de portadora con prevención de colisiones (CSMA/CA: Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance). CSMA/CA utiliza un método similar a CSMA/CD para detectar si el medio está libre. CSMA/CA usa técnicas adicionales. En entornos inalámbricos, no es posible detectar una colisión. CSMA/CA intenta evitarlas ya que aguarda antes de transmitir. Cada dispositivo que transmite incluye la duración que necesita para la transmisión. Todos los demás dispositivos inalámbricos reciben esta información y saben por cuanto tiempo el medio no estará disponible. Tras el envío de una trama 802.11, el receptor devuelve un acuse de recibo para que el emisor sepa que se CCNAv7 Capítulo 6: Capa de enlace de datos 10/15 recibió la trama. LAN Ethernet con concentradores o una red WLAN (sistemas por contención) no escalan bien bajo un uso intensivo de los medios. Nota: Las redes LAN Ethernet con switches no utilizan sistemas por contención porque el switch y la NIC de host operan en el modo de dúplex completo. Wikipedia: "Para enviar una trama, el equipo origen primero envía una trama corta de control de solicitud de transmisión RTS (Request To Send)... contiene las direcciones de MAC del equipo origen y destino. Si el equipo destino recibe esta trama significa que se prepare para recibir una trama. Este equipo devolverá una trama de contestación: preparado para transmitir CTS (Clear To Send) o receptor ocupado (RxBUSY). Si la respuesta es afirmativa el equipo origen transmite la trama de datos. Si el equipo destino recibe correctamente la trama, contesta con una trama de confirmación positiva ACK (ACKnowledge) y si no la recibe correctamente contesta con la trama de confirmación negativa NAK (Negative AcKnowledge) y el equipo origen tratará de volver a enviarlo. Este procedimiento se repite un número predefinido de veces hasta conseguirse una transmisión correcta...". 6.2.9 Compruebe su comprensión - Topologías 6.3 Trama de enlace de datos 6.3.1 La trama La capa de enlace de datos prepara los datos de la capa superior para el transporte a través de los medios locales encapsulándolos con un encabezado y un trailer para crear una trama. El protocolo de enlace de datos es responsable de las comunicaciones de NIC a NIC dentro de la misma red. Aunque existen muchos protocolos de capa 2 diferentes que describen sus tramas propias de enlace de datos, cada tipo de trama tiene tres partes básicas: Encabezado Datos Tráiler A diferencia de otros protocolos de encapsulación, la capa de enlace de datos agrega información en forma de trailer al final de la trama. Todos los protocolos de capa de enlace de datos encapsulan los datos de la capa superior dentro del "campo de datos" de la trama. Sin embargo, la estructura de la trama y los campos contenidos en el encabezado y tráiler varían de acuerdo con el protocolo. No hay una estructura de trama que cumpla con las necesidades de todos los transportes de datos a través de todos los tipos de medios. Según el entorno, la cantidad de información de control que se necesita en la trama varía para cumplir con los requisitos de control de acceso al medio de la topología lógica y de los medios. Por ejemplo, una trama WLAN debe incluir procedimientos para evitar colisiones y, por lo tanto, requiere información de control adicional en comparación con una trama Ethernet. Como se muestra en la figura, en un entorno frágil, se necesitan más controles para garantizar la entrega. Los campos del encabezado y del tráiler son más grandes porque se necesita más información de control. CCNAv7 Capítulo 6: Capa de enlace de datos 11/15 6.3.2 Campos de trama El tramado rompe la transmisión en agrupaciones descifrables, con la información de control insertada en el encabezado y tráiler como valores en campos diferentes. Este formato proporciona a las señales físicas una estructura reconocida por los nodos y decodificada en paquetes en el destino. Como muestra la figura, los campos de trama genéricos incluyen lo siguiente: Indicadores de arranque y detención de trama: se utilizan para identificar los límites de comienzo y finalización de la trama. Direccionamiento: indica los nodos de origen y destino en los medios. Tipo: identifica el protocolo de capa 3 en el campo de datos. Control: identifica los servicios especiales de control de flujo, como calidad de servicio (QoS). QoS se utiliza para dar prioridad de reenvío a ciertos tipos de mensajes. Por ejemplo, las tramas de enlace de datos que llevan paquetes de voz sobre IP (VoIP) suelen recibir prioridad porque son sensibles a demoras. Datos: incluye el contenido de la trama (es decir, el encabezado del paquete, el encabezado del segmento y los datos de las capas superiores). Detección de errores: se utilizan para la detección de errores y se incluyen después de los datos para formar el tráiler. CCNAv7 Capítulo 6: Capa de enlace de datos 12/15 No todos los protocolos incluyen todos estos campos. Los estándares para un protocolo específico de enlace de datos definen el formato real de la trama. Los protocolos de la capa de enlace de datos agregan un tráiler en el extremo de cada trama, que se utiliza para determinar si la trama llegó sin errores. Este proceso se denomina “detección de errores” y se logra mediante la colocación en el tráiler de un resumen lógico o matemático de los bits que componen la trama. La detección de errores se agrega a la capa de enlace de datos porque las señales en los medios pueden sufrir interferencias, distorsiones o pérdidas que cambien los valores de bits que representan esas señales. El nodo transmisor crea un resumen lógico del contenido de la trama, conocido como comprobación de redundancia cíclica (CRC: cyclic redundancy check). Este valor se coloca en el campo SVT (FCS: Frame Check Sequence: Secuencia de Verificación de Trama). El FCS proporciona un método para que el nodo receptor determine si la trama experimentó errores de transmisión. 6.3.3 Direcciones de Capa 2 La capa de enlace de datos proporciona direccionamiento que es utilizado para transportar una trama a través de los medios locales compartidos. Las direcciones de dispositivo en esta capa se llaman direcciones físicas. El direccionamiento de la capa de enlace de datos está contenido en el encabezado de la trama y especifica el nodo de destino de la trama en la red local. Normalmente se encuentra al principio de la trama, por lo que la NIC puede determinar rápidamente si coincide con su propia dirección de Capa 2 antes de aceptar el resto de la trama. El encabezado de la trama también puede contener la dirección de origen de la trama. A diferencia de las direcciones lógicas de la Capa 3, que son jerárquicas, las direcciones físicas no indican en qué red está ubicado el dispositivo. En cambio, la dirección física es única para un dispositivo en particular. Un dispositivo seguirá funcionando con la misma dirección física de capa 2, incluso si el dispositivo se mueve a otra red o subred. Por lo tanto, las direcciones de capa 2 sólo se utilizan para conectar dispositivos dentro del mismo medio compartido, en la misma red IP. Las figuras 1 a 3 muestran la función de las direcciones de la capa 2 y capa 3. A medida que el paquete IP se mueve de host a router, de router a router y, finalmente, de router a host, es encapsulado en una nueva trama de enlace de datos, en cada punto del recorrido. Cada trama de enlace de datos contiene la dirección de origen de enlace de datos de la tarjeta NIC que envía la trama y la dirección de destino de enlace de datos de la tarjeta NIC que recibe la trama. CCNAv7 Capítulo 6: Capa de enlace de datos 13/15 Observe que el orden en las direcciones cambia. En la capa 2 primero va la dirección de destino (para que la estación receptora pueda determinar si la trama va dirigida a ella para aceptar el resto de la trama); en las direcciones de capa 3, primero es la dirección de origen. No se puede utilizar una dirección no jerárquica para localizar un dispositivo en grandes redes o Internet. Eso sería como intentar localizar una casa específica en todo el mundo, sin más datos que el nombre de la calle y el número de la casa. Sin embargo, la dirección física se puede usar para localizar un dispositivo dentro de un área limitada. Por este motivo, la dirección de la capa de enlace de datos solo se utiliza para entregas locales. Las direcciones en esta capa no tienen significado más allá de la red local. Compare esto con la Capa 3, en donde las direcciones en el encabezado del paquete pasan del host de origen al host de destino, sin tener en cuenta la cantidad de saltos de redes a lo largo de la ruta. Si los datos deben pasar a otro segmento de red, se necesita un dispositivo intermediario, como un router. El router debe aceptar la trama según la dirección física y desencapsularla para examinar la dirección jerárquica, o dirección IP. Usando la dirección IP, el router puede determinar la ubicación de red del dispositivo de destino y la mejor ruta para llegar a él. Una vez que sabe adónde reenviar el paquete, el router crea una nueva trama para el paquete, y la nueva trama se envía al segmento de red siguiente hacia el destino final. 6.3.4 Tramas LAN y WAN Tradicionalmente, las WAN utilizaban otros tipos de protocolos para varios tipos de topologías punto a punto, hub-spoke y de malla completa. Algunos de los protocolos WAN comunes a lo largo de los años son: Protocolo punto a punto (PPP) Control de enlace de datos de alto nivel (HDLC, High-Level Data Link Control) Frame Relay Modo de transferencia asíncrona (ATM) X.25 Estos protocolos de capa 2 ahora están siendo reemplazados en la WAN por Ethernet. En una red TCP/IP, todos los protocolos de capa 2 del modelo OSI funcionan con IP en la capa 3. Sin embargo, el protocolo de capa 2 usado depende de la topología lógica y de los medios físicos. CCNAv7 Capítulo 6: Capa de enlace de datos 14/15 En general, las redes LAN utilizan una tecnología de gran ancho de banda capaz de admitir una gran cantidad de hosts. El área geográfica relativamente pequeña de una LAN (un único edificio o un campus de varios edificios) y su alta densidad de usuarios hacen que esta tecnología sea rentable. Sin embargo, utilizar una tecnología de gran ancho de banda no suele ser rentable para redes de área extensa que cubren grandes áreas geográficas (varias ciudades, por ejemplo). El costo de los enlaces físicos de larga distancia y la tecnología para transportar las señales a través de esas distancias, obliga a usar un menor ancho de banda por usuario final para que sea rentable. La diferencia de ancho de banda normalmente produce el uso de diferentes protocolos para las LAN y las WAN. Los protocolos de la capa de enlace de datos incluyen: Ethernet (802.3) 802.11 inalámbrico PPP HDLC Frame Relay 6.3.5 Compruebe su comprensión: Trama de enlace de datos CCNAv7 Capítulo 6: Capa de enlace de datos 15/15