La capa de enlace de datos es la segunda capa en el modelo de Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI). Maneja el transporte confiable de paquetes de datos a través de redes físicas, gestiona la detección y corrección de errores y gobierna el acceso a la red.
Contexto histórico de la capa de enlace de datos
El concepto de capa de enlace de datos se remonta al desarrollo del modelo OSI a finales de los años 1970 y principios de los 1980 por la Organización Internacional de Normalización (ISO). Este modelo fue concebido para crear un entorno abierto para el desarrollo y la interoperabilidad entre dispositivos y software de red. El modelo OSI divide el complejo proceso de comunicación de computadora a computadora en siete capas manejables. La capa de enlace de datos, siendo la segunda, fue ideada para proporcionar una transferencia de datos confiable y eficiente entre dispositivos a través de un medio físico.
Profundizando en la capa de enlace de datos
La capa de enlace de datos cumple varias funciones cruciales dentro del modelo OSI:
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Sincronización de fotogramas: Divide el flujo de bits recibido de la capa de red en unidades de datos manejables llamadas tramas.
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Direccionamiento físico: Si las tramas se van a distribuir a diferentes sistemas en la red, la capa de enlace de datos agrega un encabezado a la trama para definir la dirección física de la computadora de destino.
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Control de flujo: Si la velocidad a la que el receptor toma los datos es menor que la velocidad producida en el remitente, la capa de enlace de datos impone un mecanismo de control de flujo para evitar abrumar al receptor.
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Control de errores: Agrega confiabilidad a la capa física al agregar mecanismos para detectar y retransmitir tramas dañadas o perdidas. También evita la duplicación de fotogramas mediante sistemas de reconocimiento.
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Control de acceso: cuando dos o más dispositivos están conectados al mismo enlace, los protocolos de enlace de datos son necesarios para determinar qué dispositivo tiene control sobre el enlace en un momento dado.
La estructura interna de la capa de enlace de datos
La capa de enlace de datos se subdivide en dos subcapas para realizar sus funciones de forma eficaz:
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Control de enlace lógico (LLC): Esta subcapa superior es responsable de la sincronización de cuadros, el control de flujo y la verificación de errores.
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Control de acceso a medios (MAC): La subcapa inferior, MAC, es responsable de manejar cómo un dispositivo en la red obtiene acceso a los datos y permiso para transmitirlos.
Características clave de la capa de enlace de datos
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Enmarcado: El encuadre es el proceso de creación de marcos a partir de los datagramas o paquetes de la capa de red. Estas tramas se envían a la capa física para ser reenviadas.
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Direccionamiento físico: Proporciona una identificación única a cada dispositivo en la red.
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Control de errores y flujo: Garantiza una conexión fiable mediante la aplicación de técnicas de detección/corrección de errores y control de flujo.
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Control de acceso: Define las reglas para la transmisión del dispositivo.
Tipos de capa de enlace de datos
Los protocolos de la capa de enlace de datos se pueden clasificar según el tipo de red en la que operan:
| Tipo de red | Protocolo |
|---|---|
| Red de área local (LAN) | Ethernet, anillo token |
| Red de Área Metropolitana (MAN) | Bus dual de cola distribuida (DQDB) |
| Red de área amplia (WAN) | Protocolo punto a punto (PPP), control de enlace de datos de alto nivel (HDLC) |
Utilización de la capa de enlace de datos y problemas/soluciones asociados
La capa de enlace de datos forma la columna vertebral de la transmisión de datos a través de redes. Participa en varias aplicaciones, como redes LAN y WAN, identificación de dispositivos de red y establecimiento de un canal de comunicación confiable. Sin embargo, también encuentra problemas como colisiones, corrupción de datos y congestión. Estos problemas se abordan mediante algoritmos de detección de colisiones, códigos de detección y corrección de errores y mecanismos de control de flujo, respectivamente.
Análisis comparativo de la capa de enlace de datos
La siguiente tabla muestra la comparación entre la capa de enlace de datos y las capas adyacentes:
| Capa OSI | Funciones |
|---|---|
| Capa fisica | Transmite flujo de bits sin procesar a través del medio físico. |
| Capa de enlace de datos | Enmarca paquetes de datos, realiza control de errores y gestiona el acceso al medio físico. |
| Capa de red | Maneja el enrutamiento y el reenvío de paquetes. |
Perspectivas y tecnologías futuras
A medida que evolucione la tecnología de redes, la capa de enlace de datos seguirá adaptándose e integrando nuevas técnicas para una mejor transmisión de datos. Tecnologías como las redes cuánticas y las redes 5G o 6G requerirán protocolos de capa de enlace de datos para manejar velocidades de datos más altas, menor latencia y mayores capacidades de red.
Servidores proxy y la capa de enlace de datos
Los servidores proxy, que sirven como intermediarios para las solicitudes de clientes que buscan recursos de otros servidores, operan en la capa de aplicación del modelo OSI. Sin embargo, la capa de enlace de datos sigue desempeñando un papel, ya que los datos deben viajar a través de esta capa para llegar a su destino. Los servidores proxy pueden utilizar los mecanismos de control de flujo y errores de la capa de enlace de datos para garantizar una transmisión de datos confiable.
