PROTOCOLOS DE NIVEL DE ENLACE DE DATOS


CONTROL DE FLUJO

 STOP AND WAIT Y VENTANAS DESLIZANTES




Es una técnica para que el emisor no sobrecargue al receptor al enviarle más datos de los que pueda procesar.

En comunicaciones, el control de flujo es el proceso de gestionar la tasa de transmisión de datos entre dos nodos, para prevenir que un transmisor rápido exceda a un receptor lento.

Provee un mecanismo para que el receptor controle la velocidad de transmisión, para que el nodo receptor no se sature de datos que llegan del nodo emisor.


TIPOS DE CONTROL DE FLUJO

Congestión de red: un mecanismo de prevención que provee control sobre la cantidad de datos transmitidos que entra a un dispositivo.

Windowing Flow control: mecanismo empleado con TCP.

Buffer de datos: un mecanismo de prevención que provee almacenamiento para contener datos, compensando la variación en las velocidades de transmisión de datos.


REGULACIÓN DEL FLUJO DE DATOS ENTRE EN EMISOR Y RECEPTOR


- El flujo de datos no debe desbordar al receptor

- El receptor utiliza buffers (almacenamiento temporal) para  almacenar los datos hasta que son procesados.

- Velocidad limitada de procesamiento de datos recibidos.

- Capacidad limitada de almacenamiento temporal.

- El receptor debe indicar cuándo se han alcanzado los límites.


STOP AND WAIT

En el método stop and Wait el emisor envía un mensaje y espera un acuse de recibo positivo denominado ACK (Acknowledgment, que significa reconocimiento) antes de enviar el siguiente mensaje.



VENTANA DESLIZANTE

En el método de control de flujo de ventana deslizante, se puede transmitir varios mensajes antes de necesitar un mensaje de confirmación. Los mensajes de pueden enviar uno detrás de otro, lo que significa que el enlace puede transportar varios mensajes de una vez y que su capacidad se puede usar de forma más eficiente. El receptor envía un ACK para algunas de las tramas para confirmar la recepción de múltiples mensajes.



TIPOS DE PROTOCOLOS DE ENLACE DE DATOS

Protocolo simplex sin restricciones: Los datos se transmiten en una dirección.

Protocolo simplex de parada y espera: receptor debe proporcionar realimentación al transmisor, el transmisor envía un frame y luego espera acuse antes de continuar.

Protocolo simplex para un canal ruidoso: canal presenta errores, los frame pueden llegar dañados o perderse por completo

Protocolo de ventana corrediza: 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.

Protocolo 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.

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.


FUNCIONES 

-Sincronización de la trama

-Entramado

-Control y datos sobre el mismo enlace

-Direccionamiento

-Gestión del enlace

-Recuperación de anomalías

-Control de errores

-Control de flujo


 

EJEMPLOS DE PROTOCOLOS DE ENLACE DE DATOS

LAPB (Link Access procedure, balanced)

LAPD (Link access procedure, D-channel)

LLC (Logical Link Control)

ATM (asynchronous transference mode).

El protocolo PPP

  

HDLC


(High-Level Data Link Control, control de enlace de datos de alto nivel) es un protocolo de comunicaciones de propósito general punto a punto y multipunto, que opera a nivel de enlace de datos.  

Características:

 - Orientados a bits

- Usan rellenos de bits para lograr transparencia de los datos

- Difieren en aspectos menores

- Enlaces punto-punto y multipunto

- Half-duplex (HDX)  y  Full-duplex (FDX) 

FUNCIONAMIENTO

                -  INICIACIÓN

        -TRANSFERENCIA DE DATOS

        - DESCONEXIÓN


ESTRUCTURA

HDLC usa transmisión síncrona. Todos los intercambios s


e realizan a través de tramas, HDLC utiliza un formato único de tramas que es válido para todos los posibles intercambios: datos e información de control.


FORMATO DE LA TRAMA HDLC

Con formato de información.- El cual transmite datos de usuario entre dos dispositivos. También puede emplearse como aceptación de los datos de una estación transmisora. Asimismo, puede llevar a cabo varias funciones tales como funcionar como comando de sondeo.

Con formato de supervisión.- La cual acepta o confirma tramas, pide que se retransmitan tramas, o solicitan una interrupción temporal de la transmisión de las mismas. El uso de este tipo de tramas depende del modo del funcionamiento del enlace (respuesta normal, modo equilibrado asíncrono o modo de respuesta asíncrona).

Con formato no numerado.- Realizan funciones de control como inicializar un enlace, desconectar un enlace o para otras funciones de control del canal. Incluyen 5 posiciones de bits, que permiten definir hasta 32 comandos y 32 respuestas.



PROTOCOLOS ELEMENTALES DEL NIVEL DE PUNTO DE ENLACES

El nivel de enlace recibe la Unidad de Datos del Servicio del nivel de Red, la fragmenta, le añade información de control de protocolo (PCI) y la envía al nivel físico. Es aquel en el que los mensajes se componen de un conjunto de caracteres de un determinado código. Cada carácter, tanto de información como de control, tiene un significado específico y único, emplean un determinado código para la transmisión de la información en el que se establecen ciertos caracteres para establecer control en la comunicación: el envío de tramas de información va acompañado de ciertas tramas de control. Los códigos más utilizados son el ASCII y el EBCDIC.


PROTOCOLO ORIENTADO A CARÁCTER

Es aquel en el que los mensajes se componen de un conjunto de caracteres de un determinado código. Cada carácter, tanto de información como de control, tiene un significado específico y único, emplean un determinado código para la transmisión de la información en el que se establecen ciertos caracteres para establecer control en la comunicación.



PROTOCOLO ORIENTADO A BIT

La información se transfiere bit por bit y utilizan el siguiente formato:

Bandera 8 Bits

Campo de Dirección 8 Bits

Campo de Control 8 bits

Campo de Datos n X 8 Bits

Campo de Chequeo (BCC) 16 Bits.




PPP POINT-TO-POINT PROTOCOLO


El protocolo PPP proporciona un método estándar para transportar datagramas multiprotocolo sobre enlaces simples punto a punto. Es aquel que permite establecer una comunicación a nivel de la capa de enlace TCP/IP entre dos computadoras, se utiliza para establecer la conexión a Internet de un particular con su proveedor de acceso a través de un módem telefónico.

También es utilizado sobre conexiones de banda ancha. 



COMPONENTES

Un mecanismo de enmarcado

Un protocolo de control de enlace (LCP, Link Control Protocol) :

Una familia de protocolos de control de red (NCPs, Network Control Protocols).


PROPIEDADES


Garantía de recepción.

Recepción ordenada

Uso del puerto 53 para conexión bidireccional de sockets.

Usado en los balanceadores de carga (Load Balancer LB) como protocolo de distribución.


FASES DE LA OPERACIÓN

Fase de enlace muerto (capa física no lista).

Fase de establecimiento del enlace.

Fase de validación.

Fase de red.

Fase abierta.

Fase de terminación del enlace.


ENLACES DE DIFUCIÓN (MAC)

Las redes de difusión tienen un solo canal de difusión compartido por todas las máquinas de la red. Los mensajes cortos (paquetes) que envía una máquina son recibidos por todas las demás. Un campo de dirección dentro del paquete especifica a quien se dirige. Al recibir un paquete, una máquina verifica el campo de dirección. Si el paquete está dirigido a ella, lo procesa; si está dirigido a otra máquina lo ignora. Los sistemas de difusión generalmente también ofrecen la posibilidad de dirigir un paquete a todos los destinos colocando un código especial en el campo de dirección. Cuando se transmite un paquete con este código, cada máquina lo recibe y lo procesa. Este modo de operación se le llama difusión (broadcasting).


Algunos sistemas de difusión también contemplan la transmisión a un subconjunto de las máquinas, algo conocido como multidifusión.

 


TECNOLOGÍAS DE RED

ETHERNET

Ethernet es el nombre de una tecnología de redes de computadoras de área local (LANs) basada en tramas de datos. Ethernet define las características de cableado y señalización de nivel físico y los formatos de trama del nivel de enlace de datos del modelo OSI.


CARACTERÍSTICAS DE ETHERNET

- Es pasivo, es decir, no requiere una fuente de alimentación propia.

- No falla a menos que el cable se corte físicamente o su terminación sea incorrecta.

- Se conecta utilizando una topología de bus w en la que el cable está terminado en ambos extremos.

- Utiliza múltiples protocolos de información y puede conectar entornos informáticos heterogéneos, incluyendo Netware, UNIX, Windows y Macintosh.


VELOCIDAD DE TRANSFERENCIA

Soporta velocidades de transferencia de datos de 10 Mbps sobre una amplia variedad de cableado. 

CABLEADO

10Base2: el cable que se usa es un cable coaxial delgado, llamado thin Ethernet.

10Base5: el cable que se usa es un cable coaxial grueso, llamado thick Ethernet.

10Base-T: se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una velocidad de 10 Mbps.


FAST ETHERNET

Es el nombre de una serie de estándares de IEEE de redes Ethernet de100 Mbps  debido al incremento de la capacidad de almacenamiento y en el poder de procesamiento, los Pc’s actuales tienen la posibilidad de manejar gráficos de gran calidad y aplicaciones multimedia complejas. Cuando estos ficheros son almacenados y compartidos en una red, las transferencias de un cliente a otro producen un gran uso de los recursos de la red.


VELOCIDAD DE TRANSFERENCIA

Soporta velocidades de transferencia de datos de 100 Mbps que ayudara a mejora la congestión de datos .

 

CABLEADO

100Base-FX: permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra óptica multimodo (la F es por Fiber).

100Base-TX: es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps).


GIGABIT ETHERNET

Gigabit Ethernet surge como una extensión natural de las normas Ethernet 802.3 de 10 y 100 Mbps que prometen tanto en modo half como full duplex, asegurando además la compatibilidad con la enorme base instalada Ethernet de 10 y 100 Mbps.

CABLEADO

1000Base-T: utiliza dos pares de cables trenzados de categoría 5 y permite una velocidad de 1 gigabyte por segundo.

1000Base-SX: se basa en fibra óptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S es porshort) de 850 nanómetros (770 a 860 nm).

1000Base-LX: se basa en fibra óptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L es por long) de 1350 nanómetros (1270 a 1355 nm 

 

VELOCIDAD DE TRANSFERENCIA

Nos da un ancho de banda de 1 Gbps, superando las dos tecnologías anteriores. 


PROTOCOLO IP Y ARP


PROTOCOLO IP


- IP es un protocolo de comunicación de datos digitales funciona en la capa de red en el modelo OSI.

- Su función principal es el uso bidireccional de comunicación para transmitir datos mediante un protocolo no orientado a conexión.

- Transfiere paquetes conmutados a través de distintas redes físicas previamente enlazadas según la norma OSI. 

- Se constituye elemento común en el Internet de hoy, el actual y más popular protocolo de red es IPv6, que utiliza direcciones de fuente y destino de 128 bits. 


FUNCIONAMIENTO


El diseño se realizó suponiendo que la entrega de los paquetes de datos sería no confiable por lo cual IP tratará de realizarla del mejor modo posible, mediante técnicas de encaminamiento, los datos son enviados en bloques conocidos como paquetes o datagramas.

IP provee un servicio de datagramas no fiable también llamado del mejor esfuerzo.

Si la información a transmitir supera el tamaño máximo negociado en el tramo de red por el que va a circular podrá ser dividida en paquetes más pequeños, y re ensamblada luego cuando sea necesario, estos fragmentos podrán ir por un camino diferente dependiendo de cómo estén de congestionadas las rutas en cada momento.

Las cabeceras IP contienen las direcciones de las máquinas de origen y destino (direcciones IP), direcciones que serán usadas por los enrutadores  para decidir el tramo de red por el que reenviarán los paquetes.



DIRECCIONAMIENTO Y ENRUTAMIENTO


El direccionamiento se refiere a la forma como se asigna una dirección IP y cómo se dividen y se agrupan subredes de equipos.

El enrutamiento consiste en encontrar un camino que conecte una red con otra, aunque es llevado a cabo por todos los equipos, es realizado principalmente por routers.

 

PROTOCOLO ARP


Protocolo de resolución de direcciones, es un protocolo de la capa de enlace de datos responsable de encontrar la dirección hardware  que corresponde a una determinada dirección IP.

Para ello se envía un paquete, o ARP request, a la dirección de difusión de la red que contiene la dirección IP por la que se pregunta, y se espera a que esa máquina u otra responda, ARP reply,  con la dirección física que le corresponde.


FUNCIONAMIENTO

Si A quiere enviar una trama a la dirección IP de B de la misma red, mirará su tabla ARP para poner en la trama la dirección destino física correspondiente a la IP de B, así cuando les llegue a todos la trama, no tendrán que deshacerla para comprobar si el mensaje es para ellos, sino que se hace con la dirección física. 

Por otro lado si A quiere enviar un mensaje a C, siendo este un nodo que no esté en la misma red, el mensaje deberá salir de la red, de esta manera A envía la trama a la dirección física de salida del router, esta dirección física la obtendrá a partir de la IP del router, utilizando la tabla ARP, si esta entrada no está en la tabla, mandará un mensaje ARP a esa IP, para que le conteste indicándole su dirección física.




A continuación un vídeo donde se explica en forma global sobre lo que es redes de comunicación.

YouTube Video



HECHO POR: 

VANESSA MOROCHO

DANIEL ARCOS

JONATHAN QUINAPANTA

ALEX AGUIRRE


Map