ESCUELA DE INGENIERIA Y DISEOSistemas de Computacin en InternetCatedrtico: Ing. Alejandro Ruiz MelgarCapa de enlace de Datos y Capa Fsica del Modelo OSI.IntegrantesVania Vanelly Reyes GonzlezDeysi Berenice Snchez Vzquez7 SEMESTRE

ING. EN SISTEMAS COMPUTACIONALESTurno vespertino

Tuxtla Gutirrez Chiapas a 03 de Diciembre del 2012Objetivo General El objetivo general de esta investigacin es conocer sobre Capa de enlace de Datos y Capa Fsica del Modelo OSI.Conocer que el modelo OSI divide las funciones de una red de datos en capas.

La capa de aplicacin provee la interfaz al usuario.

La capa de transporte es responsable de dividir y manejar las comunicaciones entre los procesos que funcionan en los dos sistemas finales.

Los protocolos de capa de red organizan nuestros datos de comunicacin para que puedan viajar a travs de internetworks desde el host que los origina hasta el host destino.

El objetivo es que las redes fsicas pueden componerse de diferentes tipos de medios fsicos, tales como alambres de cobre, microondas, fibras pticas y enlaces satelitales. Los paquetes de capas de red no tienen una manera de acceder directamente a estos diferentes medios.

Objetivo Especifico

El objetivo especifico es conocer cmo funciona cada una de las capas por ello dentro del captulo conoceremos o aprenderemos lo siguiente.

Explicar el papel de los protocolos de capa de enlace de datos en la transmisin de datos. Describir cmo la capa de enlace de datos prepara los datos para transmitirlos sobre los medios de red. Describir los diferentes tipos de mtodos de control de acceso a los medios. Identificar varias topologas comunes de red lgica y describir cmo la topologa lgica determina el mtodo de control de acceso a los medios para esa red. Explicar el propsito de encapsular paquetes en tramas para facilitar el acceso a los medios. Describir la estructura de trama de la Capa 2 e identificar campos genricos. Explicar el papel de los campos clave de encabezado de trama y triler, lo que incluye direccionamiento, calidad de servicio, tipo de protocolo y secuencia de verificacin de trama.

CAPA DE ENLACE DE DATOSLa capa de enlace de datos proporciona un medio para intercambiar datos a travs de medios locales comunes.

La capa de enlace de datos realiza dos servicios bsicos:

Permite a las capas superiores acceder a los medios usando tcnicas, como tramas. Controla cmo los datos se ubican en los medios y son recibidos desde los medios usando tcnicas como control de acceso a los medios y deteccin de errores.Como con cada una de las capas OSI, existen trminos especficos para esta capa:Trama: el PDU de la capa de enlace de datos.Nodo: la notacin de la Capa 2 para dispositivos de red conectados a un medio comn.Medios/medio (fsico)*: los medios fsicos para la transferencia de informacin entre dos nodos.Red (fsica).Dos o ms nodos conectados a un medio comn. La capa de enlace de datos es responsable del intercambio de tramas entre nodos a travs de los medios de una red fsica.Una red fsica es diferente de una red lgica. Las redes lgicas se definen en la capa de red mediante la configuracin del esquema de direccionamiento jerrquico. Las redes fsicas representan la interconexin de dispositivos de medios comunes. Algunas veces, una red fsica tambin es llamada segmento de red.Acceso al medio de la capa superior

Un modelo de red permite que cada capa funcione con un mnimo inters por los papeles de las otras capas. La capa de enlace de datos releva a las capas superiores de la responsabilidad de colocar datos en la red y de recibir datos de la red. Esta capa proporciona servicios para soportar los procesos de comunicacin para cada medio por el cual se transmitirn los datos.En cualquier intercambio de paquetes de capas de red, puede haber muchas transiciones de medios y capa de enlace de datos. En cada salto a lo largo de la ruta, un dispositivo intermediario, generalmente un router, acepta las tramas de un medio, desencapsula la trama y luego enva el paquete a una nueva trama apropiada para los medios de tal segmento de la red fsica.Este intercambio de paquetes entre dos hosts requiere una diversidad de protocolos que debe existir en la capa de enlace de datos. Cada transicin a un router puede requerir un protocolo de capa de enlace de datos diferente para el transporte a un medio nuevo.Los routers estn conectados a travs de un enlace satelital y la computadora porttil est conectada a travs de un enlace inalmbrico al ltimo router. En este ejemplo, como un paquete IP viaja desde la PC hasta la computadora porttil, ser encapsulado en la trama Ethernet, desencapsulado, procesado y luego encapsulado en una nueva trama de enlace de datos para cruzar el enlace satelital. Para el enlace final, el paquete utilizar una trama de enlace de datos inalmbrica desde el router a la computadora porttil.Capa de enlace de datos: control de la transferencia a travs de medios Locales

Los protocolos de la Capa 2 especifican la encapsulacin de un paquete en una trama y las tcnicas para colocar y sacar el paquete encapsulado de cada medio. La tcnica utilizada para colocar y sacar la trama de los medios se llama mtodo de control de acceso al medio. Para que los datos se transfieran a lo largo de una cantidad de medios diferentes, puede que se requieran diferentes mtodos de control de acceso al medio durante el curso de una nica comunicacin.Cada entorno de red que los paquetes encuentran cuando viajan desde un host local hasta un host remoto puede tener caractersticas diferentes.

Un nodo que es un dispositivo final utiliza un adaptador para hacer la conexin a la red. El adaptador administra la trama y el control de acceso a los medios.En dispositivos intermediarios, tales como un router donde los tipos de medios pueden cambiar para cada red conectada, se utilizan diferentes interfaces fsicas en el router para encapsular el paquete en la trama apropiada y se utiliza un mtodo de control de acceso a los medios adecuado para acceder a cada enlace.Capa de enlace de datos: creacin de una trama

Una trama es un elemento clave de cada protocolo de capa de enlace de datos. Los protocolos deCapa de enlace de datos requieren informacin de control para permitir que los protocolos funcionen. La informacin de control puede indicar: Qu nodos estn en comunicacin con otros Cundo comienza y cundo termina la comunicacin entre nodos individuales Qu errores se producen mientras los nodos se comunican Qu nodos se comunicarn luegoLa Capa de enlace de datos prepara un paquete para transportar a travs de los medios locales encapsulndolo con un encabezado y un triler para crear una trama. A diferencia de otros PDU que han sido analizados en este curso, la trama de la capa de enlace de datos incluye: Datos: El paquete desde la Capa de red Encabezado: contiene informacin de control como direccionamiento y est ubicado al comienzo del PDU Triler: contiene informacin de control agregada al final del PDUCapa de enlace de datos: conexin de servicios de capa superior a los medios

La capa de enlace de datos existe como una capa de conexin entre los procesos de software de las capas por encima de ella y la capa fsica debajo de ella.La Capa de enlace de datos est incorporada en una entidad fsica como tarjeta de interfaz de red(NIC) de Ethernet, que se inserta dentro del bus del sistema de una computadora y hace la conexin entre los procesos de software que se ejecutan en la computadora y los medios fsicos. Sin embargo, la NIC no es solamente una entidad fsica. El software asociado con la NIC permite que la NIC realice sus funciones de intermediara preparando los datos para la transmisin y codificando los datos como seales que deben enviarse sobre los medios asociados.

Subcapas de enlace de datos

Para sostener una gran variedad de funciones de red, la capa de enlace de datos a menudo se divide en dos subcapas:Una subcapa superior y una subcapa inferior. La subcapa superior define los procesos de software que proveen servicios a los Protocolos de capa de red. La subcapa inferior define los procesos de acceso a los medios realizados por el hardware. Separar la Capa de enlace de datos en subcapas permite a un tipo de trama definida por la capa superior acceder a diferentes tipos de medios definidos por la capa inferior. Tal es el caso en mucha tecnologa LAN, incluida Ethernet.Las dos subcapas comunes de LAN son:Control de enlace lgicoEl control de enlace lgico (LLC) coloca informacin en la trama que identifica qu protocolo de capa de red est siendo utilizado por la trama. Esta informacin permite que varios protocolos de la Capa 3, tales como IP e IPX, utilicen la misma interfaz de red y los mismos medios.Control de acceso al medioEl control de acceso al medio (MAC) proporciona a la capa de enlace de datos el direccionamiento y la delimitacin de datos de acuerdo con los requisitos de sealizacin fsica del medio y al tipo de protocolo de capa de enlace de datos en uso.Tcnicas de control de acceso al medioColocar tramas en los medios

La regulacin de la colocacin de tramas de datos en los medios es conocida como control de acceso al medio.Entre las diferentes implementaciones de los protocolos de la capa de enlace de datos, hay diferentes mtodos de control de acceso a los medios. Estas tcnicas de control de acceso al medio definen si los nodos comparten los medios y de qu manera lo hacen.

El control de acceso al medio es el equivalente a las reglas de trfico que regulan la entrada de vehculos a una autopista. La ausencia de un control de acceso al medio sera el equivalente a vehculos ignorando el resto del trfico e ingresando al camino sin tener en cuenta a los otros vehculos. Sin embargo, no todos los caminos y entradas son iguales. El trfico puede ingresar a un camino confluyendo, esperando su turno en una seal de parada o respetando el semforo. Un conductor sigue un conjunto de reglas diferente para cada tipo de entrada.Control de acceso al medio para medios compartidos

Algunas topologas de red comparten un medio comn con varios nodos. En cualquier momento puede haber una cantidad de dispositivos que intentan enviar y recibir datos utilizando los medios de red. Hay reglas que rigen cmo esos dispositivos comparten los medios.Hay dos mtodos bsicos de control de acceso al medio para medios compartidos: Controlado: Cada nodo tiene su propio tiempo para utilizar el medio Basado en la contencin: Todos los nodos compiten por el uso del medioAcceso controlado para medios compartidosAl utilizar el mtodo de acceso controlado, los dispositivos de red toman turnos, en secuencia, para acceder al medio. A este mtodo se lo conoce como acceso programado o determinstico. Si un dispositivo no necesita acceder al medio, la oportunidad de utilizar el medio pasa al siguiente dispositivo en lnea. Cuando un dispositivo coloca una trama en los medios, ningn otro dispositivo puede hacerlo hasta que la trama haya llegado al destino y haya sido procesada por el destino.

La topologa de una red es la configuracin o relacin de los dispositivos de red y las interconexiones entre ellos. Las topologas de red pueden verse en el nivel fsico y el nivel lgico.La topologa fsica es una configuracin de nodos y las conexiones fsicas entre ellos. La representacin de cmo se usan los medios para interconectar los dispositivos es la topologa fsica. sta se abarcar en captulos posteriores de este curso.

Una topologa lgica es la forma en que una red transfiere tramas de un nodo al siguiente. Esta configuracin consiste en conexiones virtuales entre los nodos de una red independiente de su distribucin fsica. Los protocolos de capa de enlace de datos definen estas rutas de seales lgicas. La capa de enlace de datos "ve" la topologa lgica de una red al controlar el acceso de datos a los medios. Es la topologa lgica la que influye en el tipo de trama de red y control de acceso a medios utilizados.La topologa fsica o cableada de una red probablemente no sea la misma que la topologa lgica.La topologa lgica de una red est estrechamente relacionada con el mecanismo utilizado para administrar el acceso a la red. Los mtodos de acceso proporcionan los procedimientos para administrar el acceso a la red para que todas las estaciones tengan acceso. Cuando varias entidades comparten los mismos medios, deben estar instalados algunos mecanismos para controlar el acceso. Los mtodos de acceso son aplicados a las redes para regular este acceso a los medios. Los mtodos de acceso se analizarn con ms detalle ms adelante.Las topologas lgica y fsica generalmente utilizadas en redes son: Punto a Punto Multi-Acceso AnilloTopologa multiaccesoUna topologa lgica multiacceso permite a una cantidad de nodos comunicarse utilizando los mismos medios compartidos. Los datos desde un slo nodo pueden colocarse en el medio en cualquier momento. Todos los nodos ven todas las tramas que estn en el medio, pero slo el nodo al cual la trama est direccionada procesa los contenidos de la trama.Hacer que varios nodos compartan el acceso a un medio requiere un mtodo de control de acceso al medio de enlace de datos que regule la transmisin de datos y, por lo tanto, reduzca las colisiones entre las diferentes seales.

CAPA FSICA DEL MODELO OSILos protocolos de la capa superior de OSI preparan los datos desde la red humana para realizar la transmisin hacia su destino. La capa fsica controla de qu manera se ubican los datos en los medios de comunicacin.

La funcin de la capa fsica de OSI es la de codificar en seales los dgitos binarios que representan las tramas de la capa de Enlace de datos, adems de transmitir y recibir estas seales a travs de los medios fsicos (alambres de cobre, fibra ptica o medio inalmbrico) que conectan los dispositivos de la red.

La capa fsica de OSI proporciona los medios de transporte para los bits que conforman la trama de la capa de Enlace de datos a travs de los medios de red. Esta capa acepta una trama completa desde la capa de Enlace de datos y lo codifica como una secuencia de seales que se transmiten en los medios locales. Un dispositivo final o un dispositivo intermedio reciben los bits codificados que componen una trama.

El envo de tramas a travs de medios de transmisin requiere los siguientes elementos de la capa fsica: Medios fsicos y conectores asociados. Una representacin de los bits en los medios. Codificacin de los datos y de la informacin de control. Sistema de circuitos del receptor y transmisor en los dispositivos de red.

Capa fsica: Funcionamiento

Los medios no transportan la trama como una nica entidad. Los medios transportan seales, una por vez, para representar los bits que conforman la trama.

Existen tres tipos bsicos de medios de red en los cuales se representan los datos: Cable de cobre Fibra InalmbricoCapa fsica: EstndaresLa capa fsica consiste en un hardware creado por ingenieros en forma de conectores, medios y circuitos electrnicos. Por lo tanto, es necesario que las principales organizaciones especializadas en ingeniera elctrica y en comunicaciones definan los estndares que rigen este hardware.Principios fundamentales de la capa fsica

Las tres funciones esenciales de la capa fsica son: Los componentes fsicos Codificacin de datos SealizacinLos elementos fsicos son los dispositivos electrnicos de hardware, medios y conectores que transmiten y transportan las seales para representar los bits.CodificacinLa codificacin es un mtodo utilizado para convertir un stream de bits de datos en un cdigo predefinido. Los cdigos son grupos de bits utilizados para ofrecer un patrn predecible que pueda reconocer tanto el emisor como el receptor. La utilizacin de patrones predecibles permite distinguir los bits de datos de los bits de control y ofrece una mejor deteccin de errores en los medios.Adems de crear cdigos para los datos, los mtodos de codificacin en la capa fsica tambin pueden proporcionar cdigos para control, como la identificacin del comienzo y el final de una trama. El host que realiza la transmisin transmitir el patrn especfico de bits o un cdigo para identificar el comienzo y el final de la trama.

SealizacinLa capa fsica debe generar las seales inalmbricas, pticas o elctricas que representan el "1" y el "0" en los medios. El mtodo de representacin de bits se denomina mtodo de sealizacin. Los estndares de capa fsica deben definir qu tipo de seal representa un "1" y un "0". Esto puede ser tan sencillo como un cambio en el nivel de una seal elctrica, un impulso ptico o un mtodo de sealizacin ms complejo.Capacidad para transportar datosLos diferentes medios fsicos admiten la transferencia de bits a distintas velocidades. La transferencia de datos puede medirse de tres formas: Ancho de banda Rendimiento Capacidad de transferencia tilAncho de bandaLa capacidad que posee un medio de transportar datos se describe como el ancho de banda de los datos sin procesar de los medios. El ancho de banda digital mide la cantidad de informacin que puede fluir desde un lugar hacia otro en un perodo de tiempo determinado. El ancho de banda generalmente se mide en kilobits por segundo (kbps) o megabits por segundo (Mbps). El ancho de banda prctico de una red se determina mediante una combinacin de factores: las propiedades de las tecnologas y los medios fsicos elegidos para sealizar y detectar seales de red.Medios fsicos: Conexin de la comunicacinTipos de medios fsicosLa capa fsica se ocupa de la sealizacin y los medios de red. Esta capa produce la representacin y agrupacin de bits en voltajes, radiofrecuencia e impulsos de luz. Muchas organizaciones que establecen estndares han contribuido con laDefinicin de las propiedades mecnicas, elctricas y fsicas de los medios disponibles para diferentes comunicaciones de datos. Estas especificaciones garantizan que los cables y conectores funcionen segn lo previsto mediante diferentes implementaciones de la capa de Enlace de datos.Los estndares para los medios de cobre se definen segn lo siguiente: Tipo de cableado de cobre utilizado. Ancho de banda de la comunicacin. Tipo de conectores utilizados. Diagrama de pines y cdigos de colores de las conexiones a los medios. Distancia mxima de los medios.Medios de cobreEl medio ms utilizado para las comunicaciones de datos es el cableado que utiliza alambres de cobre para sealizar bits de control y datos entre los dispositivos de red. El cableado utilizado para las comunicaciones de datos generalmente consiste en una secuencia de alambres individuales de cobre que forman circuitos que cumplen objetivos especficos de sealizacin.Cable de par trenzado no blindado (UTP)

El cableado de par trenzado no blindado (UTP), como se utiliza en las LAN Ethernet, consiste en cuatro pares de alambres codificados por color que han sido trenzados y cubiertos por un revestimiento de plstico flexible. Los cdigos de color identifican los pares individuales con sus alambres y sirven de ayuda para laTerminacin de cables.Tipos de cable UTP

El cableado UTP, con una terminacin de conectores RJ-45, es un medio comn basado en cobre para interconectar dispositivos de red, como computadoras, y dispositivos intermedios, como routers y switches de red. Segn las diferentes situaciones, es posible que los cables UTP necesiten armarse segn las diferentes convenciones para los cableados. Esto significa que los alambres individuales del cable deben conectarse en diferentes rdenes para distintos grupos de pin en los conectores RJ-45. A continuacin se mencionan los principales tipos de cables que se obtienen al utilizar convenciones especficas de cableado: Cable directo de Ethernet Cruzado de Ethernet ConsolaOtros cables de cobreSe utilizan otros dos tipos de cable de cobre:1. Coaxial2. Par trenzado blindado (STP)Cable coaxialEl cable coaxial consiste en un conductor de cobre rodeado de una capa de aislante flexible.Usos del cable coaxialEl diseo del cable coaxial ha sido adaptado para diferentes necesidades. El coaxial es un tipo de cable importante que se utiliza en tecnologas de acceso inalmbrico o por cable. Estos cables se utilizan para colocar antenas en los dispositivos inalmbricos. Tambin transportan energa de radiofrecuencia (RF) entre las antenas y el equipo de radio. Es el medio de uso ms frecuente para transportar seales elevadas de radiofrecuencia mediante cableado, especialmente seales de televisin por cable. La televisin por cable tradicional, con transmisin exclusiva en una direccin, estaba totalmente compuesta por cable coaxial. Actualmente, los proveedores de servicio de cable estn convirtiendo sistemas de una a dos vas para suministrar conectividad de Internet a sus clientes. Para ofrecer estos servicios, las partes de cable coaxial y los elementos de amplificacin compatibles se reemplazan por cables de fibra ptica multimodo. Sin embargo, la conexin final hacia la ubicacin del cliente y el cableado dentro de sus instalaciones an sigue siendo de cable coaxial. Este uso combinado de fibra y coaxial se denomina fibra coaxial hbrida (HFC).Cable de par trenzado blindado (STP)Otro tipo de cableado utilizado en las redes es el par trenzado blindado (STP). Como se muestra en la figura, STP utiliza dos pares de alambres que se envuelven en una malla de cobre tejida o una hoja metlica. El cable STP cubre todo el grupo de alambres dentro del cable al igual que los pares de alambres individuales. STP ofrece una mejor proteccin contra el ruido que el cableado UTP pero a un precio considerablemente superior.Medios de fibraEl cableado de fibra ptica utiliza fibras de plstico o de vidrio para guiar los impulsos de luz desde el origen hacia el destino. Los bits se codifican en la fibra como impulsos de luz. El cableado de fibra ptica puede generar velocidades muy superiores de ancho de banda para transmitir datos sin procesar. Medios inalmbricosLos medios inalmbricos transportan seales electromagnticas mediante frecuencias de microondas y radiofrecuencias que representan los dgitos binarios de las comunicaciones de datos. Como medio de red, el sistema inalmbrico no seLimita a conductores o canaletas, como en el caso de los medios de fibra o de cobre.Conectores de mediosConectores comunes de medios de cobreLos diferentes estndares de la capa fsica especifican el uso de distintos conectores. Estos estndares establecen las dimensiones mecnicas de los conectores y las propiedades elctricas aceptables de cada tipo de implementacin diferente en el cual se implementan.

Conclusin

Como conclusin se obtuvo conocimiento de que cada unas de las capas del Modelo OSI realizan actividades diferentes dentro de una red. Por ejemplo .La capa de enlace de datos proporciona un medio para intercambiar datos a travs de medios locales comunes. Donde la capa de enlace de datos realiza dos servicios bsicos como el de que. Permite a las capas superiores acceder a los medios usando tcnicas, como tramas. Controla cmo los datos se ubican en los medios y son recibidos desde los medios usando tcnicas como Control de acceso a los medios y deteccin de errores.

Otro de las capas del Modelo OSI es la Fisica esta se encarga de que los protocolos de la capa superior de OSI preparan los datos desde la red humana para realizar la transmisin hacia su destino. La capa fsica controla de qu manera se ubican los datos en los medios de comunicacin.

Bibliografa

http://www.iso.org

http://www.ieee.org

http://es.wikipedia.org/wiki/Capa_de_enlace_de_datos

http://es.wikipedia.org/wiki/Modelo_OSI

http://www.slideshare.net/elfunebrero/capas-de-modelo-osi-presentation

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