1. Republica Bolivariana de Venezuela
Ministerio de Educación Superior
Instituto Universitario Politécnico Santiago Mariño
Extensión - Maracay
Autor:
Leonardo A. Mejias Torrealba
C.I. 18.693.058
E:47

2. Capas de Red
El nivel de red o capa de red, según la normalización OSI, es un nivel
o capa que proporciona conectividad y selección de ruta entre
dos sistemas de hots que pueden estar ubicados en redes
geográficamente distintas. Es el tercer nivel del modelo OSI y su
misión es conseguir que los datos lleguen desde el origen al destino
aunque no tengan conexión directa. Ofrece servicios al nivel superior
(nivel de transporte) y se apoya en el nivel de enlace, es decir, utiliza
sus funciones.
Para la consecución de su tarea, puede asignar direcciones de red
únicas, interconectar subredes distintas, encaminar paquetes, utilizar
un control de congestión y control de errores.

4. Hay dos formas en las que el nivel de red puede funcionar
internamente, pero independientemente de que la red funcione
internamente con datagramas o con circuitos virtuales puede dar hacia el
nivel de transporte un servicio orientado a conexión:
Datagramas: Cada paquete se encamina independientemente, sin que
el origen y el destino tengan que pasar por un establecimiento de
comunicación previo.
Circuitos virtuales: En una red de circuitos virtuales dos equipos que
quieran comunicarse tienen que empezar por establecer una conexión.
Durante este establecimiento de conexión, todos los routers que haya
por el camino elegido reservarán recursos para ese circuito virtual
específico. Y se escapa la señal.
La tarea principal de la capa de enlace de datos es tomar una
transmisión de datos y transformarla en una extracción libre de errores
de transmisión para la capa de red. Logra esta función dividiendo los
datos de entrada en marcos de datos (de unos cuantos cientos de
bytes), transmite los marcos en forma secuencial, y procesa los marcos
de estado que envía el nodo destino. Si se habla de tramas es de capa
de enlace.

6. Tipos de Servicios
Hay dos tipos de servicio:
Servicios NO orientados a la conexión: Cada paquete debe llevar la
dirección destino, y con cada uno, los nodos de la red deciden el
camino que se debe seguir. Existen muchas técnicas para realizar esta
decisión, como por ejemplo comparar el retardo que sufriría en ese
momento el paquete que se pretende transmitir según el enlace que se
escoja.
Servicios orientados a la conexión: Sólo el primer paquete de cada
mensaje tiene que llevar la dirección destino. Con este paquete se
establece la ruta que deberán seguir todos los paquetes
pertenecientes a esta conexión. Cuando llega un paquete que no es el
primero se identifica a que conexión pertenece y se envía por el enlace
de salida adecuado, según la información que se generó con el primer
paquete y que permanece almacenada en cada conmutador o nodo.

7. Capa de Enlace de Datos
El nivel de enlace de datos (en inglés data link level) o capa de enlace
de datos es la segunda capa del modelo OSI, el cual es responsable de
la transferencia fiable de información a través de un circuito de
transmisión de datos. Recibe peticiones de la capa de red y utiliza los
servicios de la capa física.
El objetivo de la capa de enlace es conseguir que la información
fluya, libre de errores, entre dos máquinas que estén conectadas
directamente (servicio orientado a conexión).
Para lograr este objetivo tiene que montar bloques de información
(llamados tramas en esta capa), dotarles de una dirección de capa de
enlace (Dirección MAC), gestionar la detección o corrección de errores, y
ocuparse del control de flujo entre equipos (para evitar que un equipo
más rápido desborde a uno más lento).
Cuando el medio de comunicación está compartido entre más de dos
equipos es necesario arbitrar el uso del mismo. Esta tarea se realiza en la
subcapa de control de acceso al medio.

9. Funciones
La capa de enlace de datos es responsable de la transferencia fiable
de información a través de un Circuito eléctrico de transmisión de
datos. La transmisión de datos lo realiza mediante tramas que son las
unidades de información con sentido lógico para el intercambio de
datos en la capa de enlace. También hay que tener en cuenta que en el
modelo TCP/IP se corresponde a la segunda capa
Sus principales funciones son:
Iniciación, terminación e identificación.
Segmentación y bloqueo.
Sincronización de octeto y carácter.
Delimitación de trama y transparencia.
Control de errores.
Control de flujo.
Recuperación de fallos.
Gestión y coordinación de la comunicación.

10. Segmentación y Bloque
La segmentación surge por la longitud de las tramas ya que si es
muy extensa, se debe de realizar tramas más pequeñas con la
información de esa trama excesivamente larga.
Si estas tramas son excesivamente cortas, se ha de implementar
unas técnicas de bloque que mejoran la eficiencia y que consiste en
concatenar varios mensajes cortos de nivel superior en una única
trama de la capa de enlace más larga.
Sincronización de Octeto y Carácter
En las transferencias de información en la capa de enlace es
necesario identificar los bits y saber que posición les corresponde en
cada carácter u octeto dentro de una serie de bits recibidos.
Esta función de sincronización comprende los procesos necesarios
para adquirir, mantener y recuperar la sincronización de carácter u
octeto. Es decir, poner en fase los mecanismos de codificación
del emisor con los mecanismos de decodificación del receptor.

11. Delimitación de Trama
La capa de enlace debe ocuparse de la delimitación y sincronización de la
trama. Para la sincronización puede usar 3 métodos:
El primero de ellos es "Principio y fin" (caracteres específicos para identificar
el principio o el fin de cada trama).
También puede usar "Principio y cuenta" (Utiliza un carácter para indicar
comienzo y seguido por un contador que indica su longitud).
Por último puede usar el "Guion" (se emplea una agrupación especifica de
bits para identificar el principio y fin mediante banderas/flags).
La transparencia se realiza mediante la inserción de bits. Consta de ir
contando los unos consecutivos y cuando se encuentra con 5 unos seguidos
y consecutivos introduce el bit 0 después del quinto uno. Ejemplo: Las
banderas/flag suelen ser 01111110, y al aplicar la transparencia pasa a
ser 011111010.

12. Control de Flujo
El control de flujo es necesario para no saturar al receptor de
uno a más emisores. Se realiza normalmente en la capa de
transporte, también a veces en la capa de enlace. Utiliza
mecanismos de retroalimentación. Suele ir unido a la corrección
de errores y no debe limitar la eficiencia del canal. El control de
flujo conlleva dos acciones importantísimas que son la
detección de errores y la corrección de errores.
La detección de errores se utiliza para detectar errores a la
hora de enviar tramas al receptor e intentar solucionarlos. Se
realiza mediante diversos tipos de códigos del que hay que
resaltar el CRC (códigos de redundancia cíclica), simple
paridad (puede ser par, números de 1´s par, o impar) paridad
cruzada (Paridad horizontal y vertical) y Suma de verificación.
La corrección de errores surge a partir de la detección para
corregir errores detectados y necesitan añadir a la información
útil un número de bits redundantes bastante superior al
necesario para detectar y retransmitir.

14. Interconexión de Redes
Una red de área local (LAN), como cualquier otro ordenador
aislado, puede comunicarse con otros ordenadores o redes de
ordenadores. La evolución de las redes locales implica diferentes técnicas
fundamentales de interconexión para que el tamaño y la arquitectura de
una red puedan evolucionar, aumentar y optimizar los flujos de
comunicación, interconectar varias redes locales situadas en
localizaciones cercanas o remotas, etc.
El rápido establecimiento del estándar relacionados con redes de área
local(LAN), junto con el creciente desarrollo en la industria de
semiconductores, que permiten disponer de medios de interconexión a
precio reducido, ha motivado que las redes de área local
conformen la base de las redes de comunicación de datos en
universidades, industrias, centros de investigación, etc.

16. Repetidores
Es un hardware que copia señales eléctricas de una Ethernet a otra.
Típicamente, los repetidores son utilizados en redes existentes en
edificios, conectando a un backbone un cable que se comunique con un
repetidor existente en cada piso. La gran desventaja del repetidor
respecto al puente, es que este retransmite solo impulso eléctricos, sin
verificar absolutamente nada. Los repetidores simplemente repiten las
señales y no proporcionan ningún tipo de capacidad de filtrado de los
paquetes de datos, debido a esto, todo el tráfico en todas las redes
conectadas por uno o más repetidores se propaga a todas las otras, lo
cual puede tener un efecto muy negativo en el óptimo funcionamiento de
la red. Es por ello, que como veremos posteriormente, aparecen los
Bridge(Puentes) como alternativa a estos dispositivos. Por otra
parte, debe quedar claro que el método de acceso debe ser idéntico en
los medios interconectados mediante un repetidor. La red que forman
varios segmentos de cables conectados se comporta como una única
red
lógica. Esta conexión es transparente para todos los elementos
conectados a la red local, así como para todas las comunicaciones que
transitan a través de esa misma red local. La red forma así una red local
única.

18. Gateway o Router
Cuando las conexiones de Internet se hacen mas complejas, los
Gateways necesitan saber acerca de la tecnología de la Internet hacia las
redes a las cuales se conecta, Por ejemplo, la siguiente figura muestra
como se conectan tres redes con dos Gateways.
Bridge o Puente
Los puentes son utilizados para interconectar segmentos, un puente se
encarga de repetir paquetes. De hecho, un puente es un computador
con dos interfaces Ethernet. El puente opera sobre ambas
interfaces, capturando una de las tarjetas todos los paquetes válidos y
entregándolos a la siguiente, por ejemplo si el puente conecta a
dos Ethernets (E1 y E2), el software toma cada paquete que llega en
E1 y lo transmite a E2, y viceversa.
Los puentes son superiores a los repetidores porque estos no
retransmiten errores, ruido o paquetes deformados, un paquete se
reenvía cuando se tiene la seguridad que este completo.

20. Concentradores
Los concentradores son dispositivos similares a los repetidores, con la
diferencia, que están diseñados para cableado UTP. Teóricamente, un
concentrador es un dispositivo que centraliza la conexión de los cables
procedentes de las estaciones de trabajo. En la actualidad el concepto
de concentrador es más complejo, la versión más simple de
concentradores esta dividido en dos grupos:
-Concentradores Pasivos: Se trata de un dispositivo que centraliza el
cableado de
la red.
-Concentradores Activos: Son dispositivos que además de centralizar el
cableado
de la red, regeneran señales eléctricas que le llegan, realizando
así, funciones de
repetidor.

22. Generación de Concentradores
La primera generación de concentradores consistía en los concentradores
antes descritos. La segunda generación convirtió a los simples
concentradores en concentradores inteligentes (Smart hubs), ya que
incorporaban funciones de gestión, tales como el puenteado entre
segmentos, generación de estadísticas, administración de trafico, etc.
Además empiezan a aparecer las utilidades de snmp (Protocolo básico de
gestión de red), no solo evolucionaron en este aspecto, también mejoraron
en cuanto a que dejaron de ser simples cajones con puertos de
conexión, sino que se convirtieron en dispositivos con búses multislot
(Multiranura), es decir, dispositivos con ranuras de expansión, en las que se
puede colocar tarjetas con puertos, de esta forma, en un mismo
concentrador se pueden poner puertos con diferentes conectores (rj-
45, bnc, etc).

24. Concentradores ATM (Asyncronous Transfer Mode)
Antes de empezar a hablar de esta tecnología. Consiste en transmitir
la información en pequeños paquetes de longitud constante de 53
bytes (48 bytes de información y 5 bytes de cabecera). A este
conjunto de 53 bytes se le llama celda. Evidentemente, si la
información a transmitir es superior a 48 bytes, es necesario
fragmentarla y enviarla en diferentes celdas. La diferencia con otras
técnicas de transmisión es que en ATM, si la información a transmitir
es inferior a 48 bytes se puede unir con otra información hasta
completar los 48 bytes necesarios para crear cada celda.
Se trata de una tecnología orientada a la conexión. Esto significa que
entre el origen y el destino se ha establecido una conexión antes de
empezar a transmitir.