Protocolos
de nivel de enlace
Los protocolos de nivel de enlace de datos se
encargan de codificar los paquetes recibidos del nivel de red para que puedan
ser enviados a través del medio físico como señales electromagnéticas, y
decodificar las señales electromagnéticas recibidas para ser entregadas como paquetes al nivel de red. En este nivel
se utiliza el concepto de trama, que está compuesta por un
paquete al cual se le agrega información que permite regular el tráfico de
información y verificar la consistencia de la misma. Los protocolos más
comúnmente usados en redes LAN son Ethernet y Token Ring.
Sus 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.
Iniciación, 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 qué terminal se debe de enviar una trama o para
conocer quién envía la trama. Se lleva a cabo mediante la dirección de la capa
de enlace.
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.
Sincronización de octeto y carácter
En las
transferencias de información en la capa de enlace es necesario identificar
los bits y
saber qué 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.
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: Considere la trama 0101111110, al aplicar la transparencia pasa a ser
01011111010.
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 datos
·
Códigos detectores y correctores
de error
·
Control de flujo
·
Gestión y
coordinación de la comunicación.
Correctores de error: Es opcional en esta
capa, la encargada de realizar esta función es la capa de transporte, en una
WAN es muy probable que la verificación, la realiza la capa de enlace.
Control de flujo
El 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. 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.
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.
Recuperación de fallos
Se refiere a los procedimientos para
detectar situaciones y recuperar al nivel de situaciones anómalas como la
ausencia de respuesta, recepción de tramas inválidas, entre otros. 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 puede perder 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.
Gestión y coordinación de la comunicación
La
gestión atiende a 2 tipos:
·
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.
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