viernes, 20 de febrero de 2015

EJEMPLOS DE LA CAPA DE ENLACE

HDLC – Control de Enlace de Datos de Alto Nivel:

Algunos Miembros de la Familia HDLC.

Estructura de la trama HDLC:



Campo de control para distintos tipos de trama HDLC:


Protocolo Punto a Punto (PPP): 






Protocolo Punto a Punto (PPP): (Funciones)

  • Entramado y detección de errores.
  • LCP (Protocolo de Control de Enlace): activar líneas, probarlas, negociar opciones y desactivarlas.
  • NCP (Protocolo de Control de Red): negociar opciones distinta para cada protocolo de capa de red. Soportado.

Protocolo Punto a Punto (PPP): (Secuencia)

  • PC llama al encaminador del proveedor (cable módem o módem ADSL).
  • Módem del encaminador establece una conexión fisica.
  • PC intercambia con encaminador paquetes LGP en el campo de carga útil de tramas PPP. Parámetros PPP a usar.
  • PC intercambia con encaminador paquetes NCP para configurar capa red (TCP/IP).
  • Cada proveedor de Internet asigna de manera dinámica direcciones IP a cada PC para su sesión.
  • El PC es ya un host de Internet y puede enviar y recibir paquetes IP.


Protocolo Punto a Punto (PPP): Formato trama.


Capa de Enlace en Frame Relay: LAPF

ESPECIFICACIÓN Y VERIFICACIÓN DE PROTOCOLOS

Protocolo IP

La interconexión de distintas redes, tanto locales como de área extensa o metropolitana, introduce un problema de comunicación al involucrarse distintos sistemas de direccionamiento a veces incompatibles entre sí (tal y como decíamos al hablar del protocolo ARP). El protocolo IP (Internet Protocol) es el que se encarga de resolver estas diferencias definiendo un espacio de direcciones universal por encima de las direcciones hardware que cada red define. Esto permite que máquinas conectadas a redes remotas, y probablemente con direccionamiento hardware incompatible, puedan comunicarse a través de este protocolo.

El protocolo IP es el pilar básico de Internet (red de redes, interconectadas a nivel mundial) que permite la interconexión de redes abstrayéndose de las diferentes tecnologías de red existentes. Es, en su totalidad, un protocolo software que está desligado de los detalles del hardware de red, característica fundamental para la interconexión redes. 

Redes Conectadas a través de routers IP.

En la figura, podemos observar una de estas redes IP que contienen redes Ethernet y FDDI. Este podría ser el ejemplo de la antigua red de la UPV que consistía en una única red IP compuesta por diversos segmentos de red Ethernet conectados por una troncal basada en un doble anillo FDDI. Los elementos que separan estos segmentos de red, los puentes o bridges, trabajan a nivel de trama (nivel 2 OSI), por lo que una difusión Ethernet (dirección destino: FF:FF:FF:FF:FF:FF), se propagará a todas las máquinas de la red IP. Esta difusión no pasa a través de la pasarela R1, ya que esta define la frontera de la red IP y por otro lado trabaja con los paquetes de nivel 3...

PROTOCOLO DE VENTANA DESLIZANTE

El protocolo de ventana deslizante tiene la función de la transmisión de datos bidireccional de la capa de enlace de datos. La ventana deslizante es un dispositivo de control de flujo de tipo software, es decir, el control del flujo se lleva a cabo mediante el intercambio específico de caracteres o tramas de control, con los que el receptor indica al emisor cuál es su estado de disponibilidad para recibir datos.

Es necesario para no inundar al receptor con envíos de tramas de datos, que el receptor al recibir datos sean procesarlos, si no lo realiza a la misma velocidad que el transmisor los envía, se verá saturado de datos, y parte de ellos se pueden perder. Para evitar tal situación la ventana deslizante controla este ritmo de envíos del emisor al receptor...

PROTOCOLOS ELEMENTALES DE ENLACE

Protocolos de Enlaces de Datos

Control de Enlace de Datos de Alto Nivel (HDLC HIGH-LEVEL DATA LINK CONTROL): es un protocolo del nivel de enlace (de acuerdo al modelo de referencia OSI), orientado a la conexión. Especificado por la ISO, basado en el SDLC de IBM.

Sus características básicas son:

  • Orientado a bit.
  • Control de flujo.
  • Control de errores
  • Protocolo de ventanas deslizantes.
HDLC define tres tipos de estaciones:
  • Estación primaria: Controla las operaciones de enlace; Los marcos enviados se conocen como comandos u ordenes; Mantiene separado el enlace lógico de cada estación secundaria.
  • Estación secundaria: Controlada por la estación primaria; Los marcos enviados se conocen como respuestas.
  • Estación combinada: Puede emitir tanto comandos como respuestas.
El protocolo permite configurar el enlace de dos formas:
Balanceado:
  • Dos estaciones combinadas.
  • Soporta full-duplex y half-duplex.
No balanceado:
  • Una estación primaria y una o más estaciones secundarias.
  • Soporta full-duplex y half-duplex.
Formato de trama HDLC:
  • FLAG: Un patrón de 8 bits 01111110 que indican el comienzo y el fin de la trama HDLC .
  • ADDRESS: Es relevante únicamente para configuración No Balanceada. Posee la dirección de una estación secundaria, ya sea que ésta reciba la transmisión o emita una respuesta.
  • CONTROL: Éste campo varía de acuerdo a la especificación de los datos transportados. Existen tres categorías de HDLC:
  • Información (I-frame) – Lleva datos.
  • Supervisión (S-frame) – Transporta comandos y respuestas.
  • Innumerados (U-frame) – Transporta secuencias de comandos adicionales.
  • FCS: Utiliza para detección de errores CRC (Cyclic Redundancy Check).....

DETECCIÓN Y CORRECCIÓN DE ERRORES

Para garantizar la correcta llegada de los datos al receptor, se requiere que este retransmita un acuse de recibo. Sin embargo, no es suficiente con los acuses de recibo, ya que un marco completo puede perderse por algún problema que presente el medio; en tal situación, el receptor no emitiría ningún acuse de recibo negativo, con lo cual aparentemente no existiría ningún problema.

Para solventar este problema, además se introducen temporizadores, con los cuales, si después de cierto tiempo no se recibe un marco o acuse, se vuelve automáticamente a retransmitir. Los temporizadores tienen que ver con la latencia, ya que se considera cuanto tiempo debe tomar, en condiciones normales, para que se propague un paquete, sea procesado por el receptor y retorne un acuse de recibo.

Códigos de Corrección de Errores: los diseñadores de redes han desarrollado dos estrategias principales para manejar los errores. Una es incluir suficiente información redundante en cada bloque de datos transmitido para que el receptor pueda deducir lo que debió ser el caracter transmitido a este se le conoce como código de corrección de errores . La otra estrategia es incluir suficiente redundancia para permitir que el receptor sepa que ha ocurrido un error y entonces solicita una retransmisión a este se le conoce como códigos de detección de errores.
En los canales altamente confiables como la fibra, es mas económico utilizar un código de detección errores y simplemente retransmitir los bloques defectuosos que surgen ocasionalmente. En los canales que causan muchos errores, como los enlaces inalámbricos es mejor agregar la redundancia suficiente a cada bloque para que el receptor pueda describir cual era el bloque original transmitido.
Como ejemplo sencillo de código de detección de errores, es el que agrega un bit de paridad a los datos. Este bit se escoge de modo que la cantidad de bits 1 en la palabra código sea par o impar dependiendo del código.
Código de Detección de Errores: los códigos de corrección de errores se utilizan de manera amplia en los enlaces inalámbricos, que son mas ruidosos y propensos a errores que el alambre de cobre o la fibra óptica, en estos casos la tasa de error es mucho mas baja, por lo que la detección de errores y la retransmisión por lo general son mas eficientes ahí para manejar un error ocasional.
Código Polinominaleste tipo de códigos se basan en el tratamiento de cadenas de bits como representaciones de polinomios con coeficiente de cero y uno solamente.
Cuando se emplea este método, el receptor y el emisor deben acordar por adelantado un polinomio generador. Tanto lo bits de orden mayor y menor del generador deben ser 1.

CAPA DE ENLACE

Diseño de la Capa de Enlace: la capa de enlace tiene como objetivo proporcionar un medio de comunicación que parezca libre de errores. Para ello, se implementan diversos algoritmos de detección y corrección de errores. Lo anterior se debe a que los dispositivos que colocan los bits en el medio, así como el medio mismo ocasionalmente inducen errores. Por otra parte, también intervienen los factores externos. La capa de enlace de datos tiene que desempeñar varias funciones especificas:
  1. Proporcionar una matriz de servicio bien definida con la capa de red
  2. Manejar los errores de transmisión
  3. Regular el flujo de datos para que receptores lentos no sean saturados por emisores rápidos
Para cumplir con estas metas, la capa de enlace toma de la capa de red los paquetes y los encapsula en tramas para transmitirlos. Cada trama contiene un encabezado, un campo de carga útil para almacenar el paquete y un terminador o final
Servicios Proporcionados a la Capa de Red: La función de la capa de enlace es suministrar servicios a la capa de red. El servicio principal es transferir datos de la capa de red en la máquina de origen a la capa de red en la máquina de destino. En la capa de red de la maquina de origen hay una entidad, llamada proceso, que entrega algunos bits a la capa de enlace de datos para transmitirlos a la máquina de destino. El trabajo de la capa de enlace de datos es transmitir los bits a la maquina de destino, para que puedan ser entregados a su capa de red. La capa de enlace puede diseñarse para ofrecer varios servicios....

CAPAS DE PROTOCOLO

Las funciones del protocolo se dividen en capas. Este enfoque permite una mejor separación de las funciones del protocolo, ademas de modularidad en el software. El manejo del concepto de capas permite que las actualizaciones de software sean desplegadas sin afectar cada nodo de la red. Cada capa puede ser independiente, transparente a las capas superior e inferior. El único requerimiento establecido es que la interfaz con que se comunican las capas sea compatible con las capas adyacentes. En las capas superiores se utiliza una interfaz propietaria para respaldar las funciones especificas del protocolo. Las capas inferiores pueden estar orientadas a conexión mientras que las capas superiores no tienen conexión (y viceversa). 


  • Capa Física: la capa 1 convierte la unidad de datos, incluyendo los encabezados del protocolo, en una señal eléctrica u óptica para transmitir sobre la red.
  • Capa de Enlace: se encarga de proporcionar comunicaciones de nodo a nodo. Los protocolos que funcionan en esta capa no están relacionados con el contenido de los datos del usuario o los datos residentes en las capas superiores.
  • Capa de Acceso de Red: es la capa responsable de la transferencia de los datos entre la computadora anfitriona y la red, su función es una transferencia confiable de los datos.
  • Capa de Transporte: asegura que los datos sean recibidos en el mismo orden en que fueron transmitidos.
  • Capa de Sesión: responsable de mantener un dialogo con la aplicación del anfitrión de destino en un protocolo orientado a conexión.
  • Capa de Presentación: se utiliza con terminales para comunicar cuantos caracteres deberían mostrarse en la terminal. La encriptación y comprensión se proporciona en esta capa.
  • Capa de Aplicación: proporciona funciones de administración para respaldar aplicaciones distribuidas.
    Capas del Modelo OSI.