Capas de Red y Protocolos de Comunicación: Funcionamiento y Características

Control de Enlace Lógico y Control de Acceso al Medio

La capa de enlace de datos se subdivide en dos subcapas importantes:

• Control de Enlace Lógico (LLC): Se comunica con la capa de red, permitiendo que varios protocolos de la capa 3, tales como IPv4 e IPv6, utilicen la misma interfaz de red y los mismos medios.
• Control de Acceso al Medio (MAC): Define los procesos de acceso al medio que realiza el hardware. Proporciona direccionamiento de la capa de enlace de datos y acceso a varias tecnologías de red.

Métodos de Acceso al Medio

Existen dos métodos principales de acceso al medio:

CSMA/Prevención de Colisiones (CSMA/CA)

1. El dispositivo examina los medios para detectar la presencia de una señal de datos. Si los medios están libres, el dispositivo envía una notificación a través de los medios sobre su intención de utilizarlos.
2. El dispositivo luego envía los datos.

Utilizado por las tecnologías de red inalámbricas 802.11.

CSMA/Detección de Colisión (CSMA/CD)

1. El dispositivo controla los medios para detectar la presencia de una señal de datos.
2. Si no hay una señal de datos, lo que indica que el medio está libre, el dispositivo transmite los datos.
3. Si luego se detectan señales que muestran que otro dispositivo estaba transmitiendo al mismo tiempo, todos los dispositivos dejan de enviar y vuelven a intentarlo más tarde.

Si bien las redes Ethernet se diseñan con tecnología CSMA/CD, con los dispositivos intermediarios actuales no se producen colisiones y los procesos utilizados por CSMA/CD son realmente innecesarios. Todavía se deben tener en cuenta las colisiones en conexiones inalámbricas en entornos LAN.

Protocolo de Resolución de Direcciones (ARP)

Propósito de ARP

• El nodo emisor necesita una forma de encontrar la dirección MAC del destino para un enlace Ethernet determinado.
• El protocolo ARP ofrece dos funciones básicas:
  • Resolución de direcciones IPv4 a direcciones MAC.
  • Mantenimiento de una tabla de las asignaciones.

Capa de Red (Capa 3)

La capa de red, también conocida como capa 3 o capa de Internet, proporciona servicios a la capa 4 o capa de transporte. Su principal protocolo es IP, definido en la norma RFC 791. Su misión es mover los paquetes desde la red de origen a la red de destino, lo que se conoce como encaminamiento (enrutamiento). Para cumplir su objetivo, establece la forma de identificación de los nodos de red, lo que se conoce como direccionamiento IP.

Enrutamiento Estático y Dinámico

Enrutamiento Estático

La tabla del router puede configurarse manualmente, esto se conoce como enrutamiento estático. Si la estructura de la subred cambia o si se dispone de nuevas redes, estos cambios tienen que actualizarse manualmente en cada router. Si no se realiza la actualización periódica, la información de enrutamiento puede ser incompleta e inadecuada, causando demoras y posibles pérdidas de paquetes.

Enrutamiento Dinámico

Los protocolos de enrutamiento dinámico son un conjunto de reglas por las que los routers comparten dinámicamente su información de enrutamiento. Entre los protocolos de enrutamiento comunes se incluyen:

• Protocolo de Información de Enrutamiento (RIP)
• Protocolo de Enrutamiento de Puerta de Enlace Interior Mejorado (EIGRP)
• Abrir Primero la Ruta Más Corta (OSPF)

Circuitos Virtuales y Datagramas

• Circuitos Virtuales: Se refiere a una asociación bidireccional, a través de la red, entre dos nodos, estableciendo caminos de comunicación sobre un único canal para todos los paquetes de un origen a un destino.
• Datagrama: Se refiere a un paquete autosuficiente (análogo a un telegrama) el cual contiene información suficiente para ser transportado a destino sin necesidad de, previamente, establecer un circuito.