Topologías de Red
Las topologías lógicas y físicas generalmente utilizadas en redes son:
Punto a Punto
Una topología punto a punto conecta dos nodos directamente entre sí. El protocolo de control de acceso al medio puede ser muy simple. Todas las tramas en los medios solo pueden viajar a los dos nodos o desde estos. 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. Los protocolos de capa de enlace podrían proveer procesos más sofisticados de control de acceso a los medios para las topologías lógicas punto a punto, pero esto agregaría un gasto innecesario al protocolo.
Multi-Acceso
Una topología lógica multiacceso permite a una cantidad de nodos comunicarse utilizando los mismos medios compartidos. Los datos desde un solo nodo pueden colocarse en el medio en cualquier momento. Todos los nodos ven todas las tramas que están en el medio, pero solo el nodo al cual la trama está direccionada procesa los contenidos de la trama. Hacer que varios nodos compartan el acceso a un medio requiere un método de control de acceso al medio de enlace de datos que regule la transmisión de datos y, por lo tanto, reduzca las colisiones entre las diferentes señales.
Anillo
En una topología lógica de anillo, cada nodo recibe una trama por turno. Si la trama no está direccionada al nodo, el nodo pasa la trama al nodo siguiente. Esto permite que un anillo utilice una técnica de control de acceso al medio llamada paso de tokens. Los nodos en una topología lógica de anillo retiran la trama del anillo, examinan la dirección y la envían si no está dirigida para ese nodo. En un anillo, todos los nodos alrededor del anillo entre el nodo de origen y de destino examinan la trama.
Trailer y Detección de Errores
Los protocolos de la capa de enlace de datos agregan un trailer en el extremo de cada trama. El trailer se utiliza para determinar si la trama llegó sin errores. Este proceso se denomina detección de errores, que es diferente de la corrección de errores. La detección de errores se logra colocando un resumen lógico o matemático de los bits que comprenden la trama en el trailer.
Secuencia de Verificación de Trama (FCS)
El campo secuencia de verificación de trama (FCS) se utiliza para determinar si ocurrieron errores de transmisión y recepción de la trama. La detección de errores se agrega a la capa de enlace de datos porque es ahí donde se transfieren los datos a través de los medios. Los medios son un entorno potencialmente inseguro para los datos. Las señales en los medios pueden estar sujetas a interferencia, distorsión o pérdida que podría cambiar sustancialmente los valores de los bits que dichas señales representan. El mecanismo de detección de errores provisto por el uso del campo FCS descubre la mayoría de los errores causados en los medios. Cuando la trama llega al nodo de destino, el nodo receptor calcula su propio resumen lógico, o CRC, de la trama. El nodo receptor compara los dos valores CRC. Si los dos valores son iguales, se considera que la trama llegó como se transmitió. Si el valor CRC en el FCS difiere del CRC calculado en el nodo receptor, la trama se descarta.
Estructura de Direccionamiento IPv4
Cada dispositivo de una red debe definirse en forma exclusiva. En la capa de red, es necesario identificar los paquetes de la transmisión con las direcciones de origen y de destino de los dos sistemas finales. Con IPv4, esto significa que cada paquete posee una dirección de origen de 32 bits y una dirección de destino de 32 bits en el encabezado de Capa 3.
Estas direcciones se usan en la red de datos como patrones binarios. Dentro de los dispositivos, se aplica la lógica digital para su interpretación. Para quienes formamos parte de la red humana, una serie de 32 bits es difícil de interpretar e incluso más difícil de recordar. Por lo tanto, representamos direcciones IPv4 utilizando el formato de decimal punteada.
Decimal Punteada
Los patrones binarios que representan direcciones IPv4 se expresan mediante decimales punteados, separando cada byte del patrón binario, llamado octeto, con un punto. Se le llama octeto debido a que cada número decimal representa un byte u 8 bits.
Porciones de Red y de Host
En cada dirección IPv4, alguna porción de los bits de orden superior representa la dirección de red. En la Capa 3, se define una red como un grupo de hosts con patrones de bits idénticos en la porción de dirección de red de sus direcciones.
A pesar de que los 32 bits definen la dirección host IPv4, existe una cantidad variable de bits que conforman la porción de host de la dirección. La cantidad de bits usada en esta porción de host determina la cantidad de host que podemos tener dentro de la red.
Capa de Enlace de Datos: Soporte y Conexión a Servicios de Capa Superior
La capa de enlace de datos proporciona un medio para intercambiar datos a través de medios locales comunes.
La capa de enlace de datos realiza dos servicios básicos:
- Permite a las capas superiores acceder a los medios usando técnicas, como tramas.
- Controla cómo los datos se ubican en los medios y son recibidos desde los medios usando técnicas como control de acceso a los medios y detección de errores.
Como con cada una de las capas OSI, existen términos específicos para esta capa:
- Trama: el PDU de la capa de enlace de datos.
- Nodo: la notación de la Capa 2 para dispositivos de red conectados a un medio común.
- Medios/medio (físico)*: los medios físicos para la transferencia de información entre dos nodos.
- Red (física)**: dos o más nodos conectados a un medio común.
La capa de enlace de datos es responsable del intercambio de tramas entre nodos a través de los medios de una red física.