La capa de Enlace de Datos es la segunda capa del Modelo OSI y es fundamental para la transmisión de datos entre dispositivos en una red local. Esta capa se encarga de la transferencia de datos entre nodos adyacentes en una red y proporciona mecanismos para la detección y corrección de errores.
Objetivos de la Capa de Enlace de Datos
- Encapsulación de Datos: Agrupa los datos en tramas para su transmisión.
- Control de Acceso al Medio (MAC): Gestiona el acceso al medio físico de transmisión.
- Detección y Corrección de Errores: Asegura la integridad de los datos transmitidos.
- Control de Flujo: Regula la cantidad de datos que se envían para evitar la congestión.
Subcapas de la Capa de Enlace de Datos
La capa de Enlace de Datos se divide en dos subcapas:
-
Subcapa de Control de Enlace Lógico (LLC):
- Proporciona servicios de enlace de datos a la capa de red.
- Controla la comunicación entre dispositivos en una red.
- Utiliza protocolos como IEEE 802.2.
-
Subcapa de Control de Acceso al Medio (MAC):
- Gestiona el acceso al medio físico de transmisión.
- Define las direcciones físicas (MAC) para los dispositivos.
- Utiliza protocolos como Ethernet, Wi-Fi, y Token Ring.
Funciones Principales
- Encapsulación de Datos
La capa de Enlace de Datos encapsula los datos recibidos de la capa de Red en tramas. Una trama típica incluye:
- Cabecera: Contiene información de control, como las direcciones MAC de origen y destino.
- Datos: La carga útil que se está transmitiendo.
- Tráiler: Incluye información para la detección de errores, como el CRC (Cyclic Redundancy Check).
- Control de Acceso al Medio (MAC)
La subcapa MAC regula el acceso al medio de transmisión para evitar colisiones y asegurar que los datos se transmitan de manera eficiente. Los métodos comunes de acceso al medio incluyen:
- CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection): Utilizado en Ethernet.
- CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance): Utilizado en Wi-Fi.
- Detección y Corrección de Errores
Para asegurar la integridad de los datos, la capa de Enlace de Datos implementa mecanismos de detección y corrección de errores. El CRC es un método comúnmente utilizado para detectar errores en las tramas.
- Control de Flujo
El control de flujo evita que un dispositivo receptor se vea abrumado por demasiados datos enviados a la vez. Esto se puede lograr mediante técnicas como:
- Ventana Deslizante: Permite que el emisor envíe varias tramas antes de necesitar una confirmación del receptor.
- Control de Flujo basado en Créditos: El receptor otorga "créditos" al emisor, indicando cuántas tramas puede enviar.
Ejemplo Práctico: Trama Ethernet
A continuación, se muestra un ejemplo de una trama Ethernet y su estructura:
+-------------------+-------------------+-------------------+-------------------+ | Dirección MAC | Dirección MAC | Tipo/Longitud | Datos | | Destino | Origen | | | +-------------------+-------------------+-------------------+-------------------+ | Datos | Datos | Datos | Datos | | | | | | +-------------------+-------------------+-------------------+-------------------+ | Datos | Datos | Datos | Datos | | | | | | +-------------------+-------------------+-------------------+-------------------+ | CRC | +-------------------+
- Dirección MAC Destino: La dirección física del dispositivo receptor.
- Dirección MAC Origen: La dirección física del dispositivo emisor.
- Tipo/Longitud: Indica el tipo de protocolo de la capa superior o la longitud de los datos.
- Datos: La carga útil que se está transmitiendo.
- CRC: Código de redundancia cíclica para la detección de errores.
Ejercicio Práctico
Ejercicio 1: Identificación de Componentes de una Trama Ethernet
Dada la siguiente trama Ethernet, identifica cada uno de sus componentes:
Solución:
- Dirección MAC Destino:
00:1A:2B:3C:4D:5E
- Dirección MAC Origen:
00:5E:4D:3C:2B:1A
- Tipo/Longitud:
0800
(indica que el protocolo de la capa superior es IPv4) - Datos:
48656C6C6F20576F726C64
(en hexadecimal, que se traduce a "Hello World" en ASCII) - CRC:
1A2B3C4D
Conclusión
La capa de Enlace de Datos es crucial para la comunicación efectiva entre dispositivos en una red local. A través de la encapsulación de datos, el control de acceso al medio, la detección y corrección de errores, y el control de flujo, esta capa asegura que los datos se transmitan de manera eficiente y sin errores. En el siguiente módulo, exploraremos la Capa de Red y su papel en la comunicación de datos a través de múltiples redes.
Este contenido proporciona una base sólida para entender la Capa de Enlace de Datos en el Modelo OSI. Asegúrate de practicar con los ejercicios y ejemplos proporcionados para reforzar tu comprensión.
Curso de Redes
Módulo 1: Introducción a las Redes
Módulo 2: Protocolos de Comunicación
- Introducción a los Protocolos de Comunicación
- Protocolos de Enlace de Datos
- Protocolos de Red
- Protocolos de Transporte
- Protocolos de Aplicación
Módulo 3: Modelo OSI
- Introducción al Modelo OSI
- Capa Física
- Capa de Enlace de Datos
- Capa de Red
- Capa de Transporte
- Capa de Sesión
- Capa de Presentación
- Capa de Aplicación
Módulo 4: Modelo TCP/IP
- Introducción al Modelo TCP/IP
- Capa de Acceso a la Red
- Capa de Internet
- Capa de Transporte
- Capa de Aplicación