Enlace de datos

 

Enlace de Datos




Enlace de datos

Al hablar de enlace de datos hacemos referencia a la capa 2 del Modelo de OSI, está capa es la responsable del intercambio de tramas entre nodos a través de los medios de una red física.

Entre sus tareas están:
- Permite que las capas superiores accedan a los medios. El protocolo de capa superior desconoce por completo el tipo de medio que se utiliza para reenviar los datos.
- Acepta datos, generalmente paquetes de Capa 3 (es decir, IPv4 o IPv6), y los encapsula en tramas de Capa 2.
- Controla cómo se colocan y reciben los datos en los medios.
- Intercambia tramas entre puntos finales a través de los medios de red.
- Recibe datos encapsulados, generalmente paquetes de Capa 3, y los dirige al protocolo de capa superior adecuado.
- Realiza la detección de errores y rechaza cualquier trama corrupta.





Es importante también que antes de adentrarnos en la capa de enlace de datos conozcamos algunas terminologías que se manejan en está capa como lo son:

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 se encuentra dividida en:

MAC (media access control) Control de acceso al medio.
Se refiere a los protocolos que sigue el host para acceder a los medios físicos, fijando así cuál de los computadores transmitirá datos binarios en un grupo en el que todos los computadores están intentando transmitir al mismo tiempo. se encarga de la topología lógica de la red y del método de acceso a ésta, cabe destacar que cada tecnología de red tiene una subcapa MAC diferente, y en esta residen las direcciones MAC.

LLC (logical link control) Control de enlace lógico.
Define la forma en que los datos son transferidos sobre el medio físico, proporcionando servicio a las capas superiores. Es la más alta de las dos subcapas de enlace de datos definidas por el IEEE y la responsable del control de enlace lógico. La subcapa LLC maneja el control de errores, control del flujo, entramado, control de diálogo y del direccionamiento de la MAC.

Subcapas de la capa 2


Protocolos de la capa 2




Los términos síncronos y asíncronos se refieren a los dos estilos diferentes de intercambio de información en un sistema digital que existe entre dos puertos o dispositivos. En ambos estilos, los mensajes deben ser organizados con el fin de garantizar que se utilicen con cuidado

Protocolos síncronos: suelen usar algún tipo de reloj externo para que coincida con el intercambio de datos.

Protocolos asíncronos: simplemente se mueven en sus propios rangos individuales de velocidad, confiando en los sistemas establecidos de reglas para un enrutamiento correcto.

Todos los sistemas informáticos emplean ambos métodos de comunicación y hay un gran número de protocolos diferentes para cada uno.

Con el fin de comprender la teoría dada sobre el enlace de datos en la capa 2 del modelo OSI fueron realizadas las siguientes actividades.


Actividad N°6: Configuración e implementación de protocolos de capa dos en las redes del hogar

El objetivo de está actividad fue la identificar los campos de la trama que forman a los protocolos de enlace de datos según el estándar establecido para la comunicación a nivel de capa 2 del modelo OSI.

Para ello, se asigno a cada grupo un protocolo del cual debía investigar. En el caso de mi grupo, a nosotros nos correspondió el protocolo BLAST

El protocolo BLAST (BLocked ASynchronous Transmission), como XMODEM y Kermit, es un protocolo de comunicaciones diseñado para la transferencia de archivos a través de puertos de comunicación asincrónicos y módems de acceso telefónico que alcanzó un grado significativo de popularidad durante la década de 1980.

Para conocer más sobre los protocolos de capa 2, a continuación les dejo el link para que puedan ver con más detalle el organigrama que fue elaborado por los grupos.



Al finalizar esta actividad fue interesante conocer los diferentes protocolos, algunos conocidos pero otros no y como funcionan cada uno de ellos.

Laboratorio N°4: Enlace eficiente entre switches de capa 3 para proveer DHCP

Este laboratorio se realizó con el fin de comprender el proceso de configuración de la asignación dinámica de direcciones IP’s (DHCP) y seguridad de router.

Para ello se realizó una topología de red en la cual debíamos realizar todas las configuraciones, empezando desde los router para permitir la asignación por dhcp de ip a las computadoras de nuestra red y por ultimo pero no menos importante aprender a añadirle seguridad a los router para las configuraciones futuras, para comprobar que nuestra red funciona, los equipos debían hacer ping y reconocerse entre sí.

Finalizado está parte del laboratorio y como parte opcional pudimos realizar una conexión por loopback que le daría acceso a internet a nuestra red siempre y cuando primero tengamos una conexión por cable de internet, para ello lo primero es instalar el  adaptador invertido en windows, realizar las configuraciones indicadas, que nuestro router este conectado al loopback para que luego una vez configurado pueda darle una dirección por dhpc,  luego al router habilitar el dominio de nombre de red, e también el nat para que permita a las computadoras de nuestra red poder tener acceso igualmente al internet. 




Topología de una red


El aprendizaje que obtuvimos de este laboratorio fue muy completo, porque para empezar pusimos en practica todo lo que hemos aprendido desde inicio del curso, al diseñar, al configurar uno por uno cada router, cada computadora, lograr que hicieran ping entre ellas sino lo hacían verificar y hacer el troubleshooting correspondiente, cosas que en la vida real se hacen. Lo de la seguridad a los router también fue conseguido y aunque lo que aprendimos fue algo básico ya nos da una idea de lo que se puede hacer. Creo que haber completado el laboratorio hasta conseguir que todos los equipos tuvieran acceso a internet es la satisfacción de que los temas dados fueron bien comprendidos.

Fuente:
https://solucionesinfomatica.wordpress.com/2012/09/21/capa-enlace-de-datos-control-de-acceso-al-medio/
https://techlandia.com/protocolos-sincronos-asincronos/


Representación de Datos

 

Representación de Datos


Codificación de datos

La codificación es un método utilizado para convertir un stream de bits de datos en un código predefinido. Los códigos son grupos de bits utilizados para ofrecer un patrón predecible que pueda reconocer tanto el emisor como el receptor.

  

Datos digitales, señales digitales

La forma más sencilla de codificar digitalmente datos digitales es asignar un nivel de tensión al uno binario y otro nivel distinto para el cero. Para mejorar las prestaciones hay que utilizar códigos distintos al anterior, alterando el espectro de la señal y proporcionando capacidad de sincronización.


Datos digitales, señales análogas

Los módems convierten los datos digitales en señales analógicas de tal manera que se puedan transmitir a través de líneas analógicas. Las técnicas básicas son:

la modulación por desplazamiento de amplitud (ASK),

la modulación por desplazamiento de frecuencia (FSK) y,

la modulación por desplazamiento de fase (PSK).


En todas ellas, para representar los datos digitales, se modifican uno o más parámetros característicos de la señal portadora.



Datos análogos, señales análogas

Los datos analógicos se modulan mediante una portadora para generar una señal analógica en una banda de frecuencias diferente, la cual se puede utilizar en un sistema de transmisión analógico. Las técnicas básicas son:

  • la modulación de amplitud (AM),
  • la modulación de frecuencia (FM) y,
  • la modulación de fase (PM).


 

Datos análogos, señales digitales

Una trama o stream PCM es una representación digital de una señal analógica en donde la magnitud de la onda analógica es tomada en intervalos uniformes (muestras), cada muestra puede tomar un conjunto finito de valores, los cuales se encuentran codificados


El proceso de convertir una señal analógica en digital se lleva en 3 pasos:




Tipo de transmisión

Transmisión en serie

Las conexiones paralelas consisten en transmisiones simultáneas de n cantidad de bits. Estos bits se envían simultáneamente a través de diferentes canales N (un canal puede ser, por ejemplo, un alambre, un cable o cualquier otro medio físico).


Transmisión en paralelo

Las conexiones paralelas consisten en transmisiones simultáneas de n cantidad de bits. Estos bits se envían simultáneamente a través de diferentes canales N (un canal puede ser, por ejemplo, un alambre, un cable o cualquier otro medio físico).



Transmisión síncrona y asíncrona


Transmisión sincrona

En una conexión sincrónica, el transmisor y el receptor están sincronizados con el mismo reloj. El receptor recibe continuamente (incluso hasta cuando no hay transmisión de bits) la información a la misma velocidad que el transmisor la envía. Es por este motivo que el receptor y el transmisor están sincronizados a la misma velocidad. Además, se inserta información suplementaria para garantizar que no se produzcan errores durante la transmisión. En la transmisión sincrónica, los datos se transfieren en forma de tramas.


Transmisión asíncrona

La transmisión de datos es asíncrona cuando la transmisión no está sometida a tiempo y por tanto los caracteres pueden ser transmitidos en cualquier instante. El reloj se sincroniza al principio de cada carácter recibido. Esta transmisión se da en el momento en que se transmite o se recibe un carácter, bit por bit y a su vez se agrega un bit de inicio y otros para indicar que se ha terminado con el paquete de datos




Configuración en línea

La línea o camino de transmisión constituye el medio para intercambiar datos entre las estaciones. Este intercambio incluye el establecimiento de la sesión, los mensajes de usuarios, y la finalización de la sesión.


Punto a punto

Una línea punto a punto conecta dos estaciones; una línea multipunto tiene más de dos estaciones. La selección de una de estas configuraciones depende de varios factores. En primer lugar, una configuración punto a punto puede ser la única alternativa viable si es necesario establecer una sesión de usuario a usuario de forma prácticamente permanente. En segundo lugar, puede ocurrir que el volumen de tráfico de mensajes entre dos usuarios impida compartir esa línea con otras estaciones. Algunas sesiones computador-computador precisan la configuración punto a punto. En tercer lugar, puede darse el caso de que solo haya dos usuarios en cierta parte de una red.



Multipunto

La configuración multipunto se utiliza normalmente en los casos en que terminales de baja velocidad se comunican entre sí o con un ordenador. De esta forma se comparte la línea, obteniendo así una utilización más eficiente de ésta. Las líneas multipunto requieren unos mecanismos de control más sofisticados que las líneas punto a punto. Las estaciones de la línea multipunto deben ser supervisadas para determinar la asignación y uso compartido de la misma. Las sesiones deberán intercalarse y deberán establecerse prioridades para las sesiones más importante. Los protocolos del enlace de datos se utilizan para controlar el flujo de mensajes en estas sesiones.



Interfaces 

Las interfaces son todas las conexiones y circuitos necesarios para llevar a cabo una comunicación entre una computadora y otra. No existe una interfaz universal, sino que en la industria tecnológica existen una gran variedad con especificaciones técnicas concretas. La interfaz prepara los datos para que estos viajen por el medio de transmisión. Si el medio es cobre, los datos se codifican como niveles de tensión o corriente y si el medio es fibra, los datos se codifican como impulsos de luz.

 

Interfaz gráfica de usuario

Interfaz gráfica de usuario (GUI, por sus siglas en inglés, Graphic User Interface). Permite la interacción de los usuarios con los sistemas, a través de imágenes y graficas (botones, íconos, ventanas).


Línea de comandos


Línea de comandos (CLI, por sus siglas en inglés, Command Line Interface). Utilizada para comunicar al usuario con el sistema operativo mediante una ventana que espera por las órdenes o comandos que escriba el usuario.


Interfaz mediante hardware

Interfaz mediante hardware. La interacción entre el usuario y el equipo o sistema se da a través de los puertos de entrada y salida (mouse, monitor, teclado)

Conceptos Generales de la Comunicación de Datos

 Conceptos Generales de la Comunicación de los Datos

En este módulo Módulo abordaremos los conceptos generales que se manejan en un sistema de comunicación de datos, las topologías físicas y lógicas para el diseño de una red, así como las aplicaciones y perspectivas de las redes convergentes, escalables e inteligentes. Conoceremos algunas de las organizaciones más importantes vinculadas a los protocolos y estándares relacionados a las tecnologías de redes y a la comunicación de datos.


Componentes básicos de una sistema de comunicación 

  • Las reglas de las comunicación: Para que una comunicación tenga éxito, se trate de una comunicación verbal o no verbal, una conversación cara a cara o por teléfono, o a través de una carta, por escrito o en una sala de chat, se requieren unas reglas comunes. Las reglas de la comunicación también se denominan protocolos.

  • Calidad de la comunicación: Para que la comunicación entre dispositivos de red sea un éxito, al igual que ocurre con la comunicación entre personas. El significado del mensaje entendido por el receptor debe coincidir con el significado pretendido por el emisor.

Una comunicación exitosa entre computadoras de un red se enfrenta a muchas barreras potenciales. El proceso de enviar un mensaje en una red de computadoras puede resultar complejo y tener muchos pasos y condiciones, y cualquier paso mal ejecutado o condición no satisfecha adecuadamente puede arruinar el mensaje.

Tareas en los sistemas de comunicación

Tareas claves en los sistemas de comunicación. Autores grupo 11R122


Topología física

Una topología se refiere a las conexiones físicas e identifica cómo se interconectan los dispositivos finales y de infraestructura, como los enrutadores, los conmutadores y los puntos de acceso inalámbrico.
  • Topología de anillo
Las computadoras se encuentran  conectadas entre sí en forma de anillo. Forman un círculo entre ellas. La información viaja en un solo sentido, por lo que si un nodo deja de funcionar, la red se cae, es decir, deja de enviar información de los equipos.                    

  • Topología de árbol
Las conexiones entre las computadoras forman un árbol, con una punta y una base. Parecida a la topología de estrella. Si un nodo falla, no se presentan problemas entre los nodos restantes. Tiene un cable llamada backbone, que lleva la comunicación a todos los nodos de la red, compartiendo un mismo canal de comunicación.

 
  • Topología de bus
Todos los sistemas finales se encadenan entre sí y terminan de algún modo en cada extremo. No se requieren dispositivos de infraestructura, como switches, para interconectar lo dispositivos finales. Las topologías de bus se utilizaban en las antiguas redes Ethernet, porque eran económicas y fáciles de configurar. 

 

Topología de bus  

  • Topología de estrella
Los dispositivos finales se conectan a un dispositivo intermediario central. Las primeras topologías en estrella interconectaban dispositivos finales mediante hubs. Sin embargo, en la actualidad estas topologías utilizan switches. La topología en estrella es la topología física de LAN más común, principalmente porque es fácil de instalar, muy escalable (es fácil agregar y quitar dispositivos finales) y de fácil resolución de problemas.

         Topología de estrella

  • Topología de malla
Todos los nodos están interconectados entre sí. Ampliamente utilizada en las redes WAN. La información puede viajar a través de muchos caminos. De manera que, si un nodo falla, la información puede seguirse distribuyendo.

 

  • Topología híbrida
En una topología híbrida, dispositivos intermediarios centrales interconectan otras topologías en estrella. En una topología híbrida, las redes en estrella se pueden interconectar mediante una topología de bus.

    Topología híbrida  


Topología lógica

Se refiere a la forma en que una red transfiere tramas de un nodo al siguiente. Esta disposición consta de conexiones virtuales entre los nodos de una red. Los protocolos de capa de enlace de datos definen estas rutas de señales lógicas. La topología lógica de los enlaces punto a punto es relativamente simple, mientras que los medios compartidos ofrecen métodos de control de acceso al medio deterministas y no deterministas.

Topología lógica



Topología lógica vs topología física



Elementos básicos de la Comunicación de Datos

Poder comunicarse en forma confiable con todos en todas partes es de vital importancia para nuestra vida personal y comercial. Para respaldar el envío inmediato de los millones de mensajes que se intercambian entre las personas de todo el mundo, confiamos en una Web de redes interconectadas. Estas redes de información o datos varían en tamaño y capacidad, pero todas las redes tienen cuatro elementos básicos en común:
    • Reglas y acuerdos para regular cómo se envían, redireccionan, reciben e interpretan los mensajes,
    • Mensaje o unidades de información que viajan de un dispositivo a otro,
    • Medio para la interconexión de dispositivos que transportan los mensajes y,
    • Dispositivos de la red que cambian mensajes entre sí.

 Organismos y normalización 

 Algunos de estos organismos son:







Referencias:
https://static-course-assets.s3.amazonaws.com/ITN50ES/module4/4.4.3.1/4.4.3.1.html
https://rrythfzlwcdjyvudimdnra-on.drv.tw/UTP%20Documents/Semana%20No.%205/CD%20Modulo%20I/

Comunicación a nivel físico


Dentro de lo que abarco el módulo #2 hicimos dos trabajos, la actividad No.3 y el laboratorio No.2, aquí hablaremos de nuestra experiencia y lo que aprendimos realizándolas.

Laboratorio No.2: Perturbaciones en la señal. Prueba de latencia  

Para este trabajo el objetivo principal era probar si se podía acceder y verificar que tanta latencia había al realizar comunicación con ciertos sitios web de los distintos organismos que se dedican a regular la normalización de la comunicación en las diferentes regiones del planeta, a su vez también investigar quienes eran, donde se ubicaban y su objetivo.

Se utilizo el comando traceroute o tracert dependiendo del sistema operativo que se este usando y el comando ping para verificar el enlace de nuestro computador con los sitios web de las organizaciones.

Los resultados que obtuvimos fueron que pudimos hacer contacto con 4 de los 5 sitios web como se puede ver en la siguiente tabla junto a la latencia mínima máxima y el promedio:

Cuadro comparativo

Como se observa al único sitio que no se pudo hacer comunicación fue al de ARIN ya que su acceso esta bloqueado para esta región. A continuación, pondremos una imagen para comparar como se ve con el comando ping cuando se pudo hacer un acceso exitoso con la web y sucede lo contrario.

Todos los paquetes enviados con éxito
Todos los paquetes enviados con éxito

Aquí se ve que de los 5 paquetes enviados ninguno fue recibido con éxito


Al igual que con el comando Ping, con Traceroute no se pudo establecer comunicación con ARIN como se ve a continuación en una prueba con un máximo de 30 saltos:

 


 

Actividad No. 3: Estado del arte de la comunicación de datos

El objetivo de la actividad era completar un mural virtual en la plataforma stormboard junto a los otros grupos de compañeros con información que investigamos de unos temas asignados, en nuestro caso el tema a investigar era Redes 6G.

Así fue como quedo el mural al final

Hablando de la sexta generación de redes es interesante saber que desde ya mismo se tienen un objetivo y se trabaja en cumplirlo sin tan siquiera aún se haya expandido las redes 5G que ha sido tan controversial. El principal objetivo de las redes 6G uno podría pensar que es mejorar la velocidad de descarga y subida de datos, pero no es así, lo mas importante es reducir drásticamente la latencia que se tiene actualmente para que las repuestas sean casi instantáneas.

Encontramos esta actividad como una buena manera de compartir y discutir la información de los temas investigados, además en cualquier momento uno puedo volver a consultar la información en mural, pero también encontramos algunos problemas con esta plataforma como que por accidente algunos compañeros de otros grupos movían algunas notas de nuestra sección.