Unidad tematica 1. Capa de Enlace de Datos. Modelo OSI

Unidad tematica 1. Capa de Enlace de Datos

1.1 Modelo OSI

1.2 Protocolo Ethernet

1.3 Direcciones MAC

Modelo OSI

Durante las últimas dos décadas ha habido un enorme crecimiento en la cantidad y tamaño de las redes. Muchas de ellas sin embargo, se desarrollaron utilizando implementaciones de hardware y software diferentes. Como resultado, muchas de las redes eran incompatibles y se volvió muy difícil para las redes que utilizaban especificaciones distintas poder comunicarse entre sí. Para solucionar este problema, la Organización Internacional para la Normalización (ISO) realizó varias investigaciones acerca de los esquemas de red. La ISO reconoció que era necesario crear un modelo de red que pudiera ayudar a los diseñadores de red a implementar redes que pudieran comunicarse y trabajar en conjunto (interoperabilidad) y por lo tanto, elaboraron el modelo de referencia OSI en 1984. [pic 1]

“En el modelo OSI cada capa agrupa algunas de las funciones requeridas para comunicar sistemas. Estas capas poseen estructura jerárquica. Cada capa se apoya en la anterior, realiza su función y ofrece un servicio a la capa superior. Este modelo posee la ventaja de poder cambiar una capa sin necesidad de modificar el resto

1 – Capa Física Sus funciones establecen cómo se transmite la información al medio, recibe mensajes y trasmite bits (convirtiéndolos a señales)

2 – Capa de Enlace Su función es lograr una comunicación confiable entre equipos adyacentes La unidad de información son las tramas (frames) En esta capa los protocolos realizan control de errores, de secuencia y de flujo

3 – Capa de Red Se encarga de conectar equipos que están en redes diferentes. Permite que los datos atraviesen distintas redes interconectadas (ruteo de paquetes) desde un origen hasta un destino.

4 – Capa de Transporte Su función es lograr una comunicación confiable entre sistemas finales (extremo a extremo), asegurando que los datos lleguen en el mismo orden en que han sido enviados, y sin errores.

5 – Capa de Sesión Proporciona mecanismos para controlar el diálogo entre aplicaciones en sistemas finales. En muchos casos hay poca o ninguna necesidad de los servicios de la capa de sesión.

6 – Capa de Presentación Define el formato de los datos que se van a intercambiar entre las aplicaciones y ofrece a los programas de aplicación un conjunto de servicios de transformación de datos

7 – Capa de Aplicación Proporciona una comunicación entre procesos o aplicaciones en computadoras distintas. Es la interfaz con el usuario. Existen diferentes protocolos que brindan distintos servicios: telnet, FTP, SNMP, SMTP, POP, etc.

Capa 1: Física

La capa física comprende los medios físicos necesarios para poder realizar el intercambio de información entre los componentes de hardware en los cuales se basa la comunicación.

Esta comunicación es simplemente una interpretación de bits binarios (1 y 0). Para que la información sea enviada al otro extremo, es necesario que sea descompuesta en código binario. Al establecerse una comunicación entre dispositivos de capa 1, la información es interpretada por el emisor en lo que se llama un stream (flujo).

Es en esta capa en donde se definen tipos de transmisión (half-duple o full-duplex), niveles de voltajes, tasas de transferencia y distancias máximas de transmisión.

[pic 2]

Los componentes de hardware que trabajan en la capa 1 son los NIC (tarjeta de red), cables y conectores, hub, repetidores y antenas.

Capa 2: Enlace a Datos

La capa 2 se encarga de manejar las identificaciones físicas de cada dispositivo de la capa 1 que este conectado a la red, y establecer los enlaces necesarios entre dichos dispositivos a través del direccionamiento físico. Cada dispositivo necesita una forma de ser individualmente identificado en la red.

La capa 2 se divide en dos subcapas, la capa LLC y la capa MAC. La capa LLC (Logical Link Control) provee los servicios de control y multiplexación, mediante el cual varias redes de distinto tipo, que utilizan diferentes protocolos, pueden convivir y compartir el mismo medio físico simultáneamente

La capa MAC(Media Acces Control) es l encargada de proveer el direccionamiento y el acceso al medio necesario para que los equipos puedan comunicarse entre si en una conexión punto-a-multipunto, como son las LAN y las WAN

La forma de identificar físicamente a los dispositivos de red es a través de la llamada MAC Address (dirección MAC) que es un identificador asignado a las NIC por el fabricante. Esta identificación es una por dispositivo, no pudiendo repetirse en ningún otro en el mundo.

[pic 3]

Capa 3: Red.

Esta capa posee muchas similitudes con la capa anteriormente descripta. Se encarga de la identificación lógica de los equipos conectados a la red, maneja los enlaces establecidos entre dicho equipos, y es la encargada de establecer las rutas necesarias para lograr el intercambio de paquetes entre diferentes redes. A diferenciar del funcionamiento de la capa 2, la identificación de equipos y el direccionamiento de enlaces en esta capa se hacen de manera lógica y no física.

El routing (enrutamiento) es una mas de las tareas realizadas por la capa 3. El establecer las llamadas routes (rutas) nos permite comunicar efectivamente equipos en  distintas redes, mediante un camino lógico que puede estar preestablecido de manera estática o generado dinamicamente en el momento de comunicación.

Cada mensaje que sea enviada debe posser la routing data (información de la ruta), la cual es necesaria para poder lograr el envio de la información y saber a donde se debe enviar la información. .

Algunos de los componentes de hardware que trabajan en la capa 3 son los enrutadores y los switches de la capa 3. Y algunos protocolos que traban en la capa 3 son ICMP(Internet Control Message Protocol) y IGMP (Internet Group Management Protocol).

[pic 4]

Capa 4: Transporte.

La capa 4 es la encargada de de proveer el servicio de transferencia de datos entre equipos de manera confiable y eficiente. En la capa 4, operan los protocolos encargados de establecer las comunicaciones end-to.end.

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