Capa de Enlace de Datos: Fundamentos y Funcionamiento

Capa de Enlace de Datos

La capa de enlace de datos se encarga de transferir información entre equipos a través de la capa física. Sus funciones principales incluyen:

• Traducir la información a binario.
• Utilizar direcciones físicas (MAC).
• Agrupar la información en tramas.
• Control de errores (FCS).
• Mitigar colisiones.
• Controlar el acceso al medio mediante la tarjeta de red.

Subcapas

LLC (Logical Link Control)

Controla el enlace lógico, el control de errores y el control de flujo.

MAC (Media Access Control)

Controla el acceso al medio. Crea la trama, empaqueta los datos y gestiona la dirección física de cada dispositivo. También gestiona el medio de transmisión (multiplexación).

Colisiones

Una colisión ocurre cuando el emisor y el receptor envían información al mismo tiempo, lo que puede causar la pérdida de información o su retorno al emisor.

CSMA (Carrier Sense Multiple Access)

Es un protocolo que detecta la ausencia de tráfico y permite la transmisión. Permite que múltiples nodos envíen y reciban la misma información.

CSMA/CD (Collision Detection)

Se utiliza en redes Ethernet y inalámbricas.

CSMA/CA (Collision Avoidance)

Se utiliza en redes sin cable para detectar y evitar colisiones.

Dominio de Colisión

Es el segmento de la red donde existe la posibilidad de que las tramas colisionen.

Dispositivos de Capa 2 y 3

• Capa 3: Router, Switch
• Capa 2: Switch, Hub
• Capa 1: Tarjeta de red

Topología Lógica

Define los métodos de control de acceso al medio.

Transmisión de Testimonio (Token)

Cada nodo tiene un tiempo para transmitir, lo que puede generar ineficiencia.

Difusión/Competencia por el Medio

Puede generar caos y colisiones al enviar información simultáneamente.

Solución: Protocolo CSMA (señal portadora)

Conclusión: CSMA/CD para Ethernet y CSMA/CA para redes sin cable.

Conmutación

En redes locales, establece una vía para enviar paquetes.

Switch

Filtra selectivamente las tramas según la dirección física. Utiliza una tabla de conmutación que relaciona la MAC con el puerto del switch.

Redundancia

Puede generar bucles.

STP (Spanning Tree Protocol)

Protocolo para evitar bucles en redes redundantes.

Dominios de Difusión y Colisión

Colisión

Ocurre cuando muchos usuarios comparten el mismo medio de transporte.

Solución: Dividir la red en segmentos separados por un switch.

Difusión

El router divide la red lógica en dominios de difusión y filtra por dirección lógica. Ejemplo: IP.

Capa de Red

Direccionamiento Lógico

La IP es una dirección que identifica un ordenador en una red. Las IP son proporcionadas por compañías de internet y pueden ser privadas o públicas.

Tipos de IP por Titularidad

• Privada
• Pública: Enrutables a internet.

NAT (Network Address Translator)

Traduce la IP privada a pública.

Máscara de Red

Indica el tipo de IP.

Clasificación de IP

• Estática: Manual
• Dinámica: DHCP