Para transportar datos a través de una gran red, como una WAN, los datos pueden viajar a través de muchas conexiones diferentes. Estas conexiones se denominan enlaces porque «enlazan» los dispositivos entre sí. Cada tipo de enlace tiene una estructura de trama diferente y utiliza diferentes direcciones y protocolos.
El proceso de encapsular datos, transportarlos a través de un enlace y desencapsularlos al final del mismo, se repite una y otra vez a medida que los datos realizan su viaje.
La analogía del «sobre especial»
Imagina un mundo en el que enviamos cartas colocándolas en diferentes tipos de sobres para diferentes sistemas de transporte (es decir, tipos de enlaces); las direcciones que escribimos en los sobres sólo hacen que el sobre atraviese una sección concreta del sistema de transporte.
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El sistema de transporte entre las casas y las oficinas de correos utiliza sobres blancos. Lo único que se puede escribir en los sobres blancos es un número de casa, una calle y el nombre de una oficina de correos local.
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El sistema de transporte entre las oficinas de correos utiliza sobres rojos. Lo único que se puede escribir en los sobres rojos son los nombres de las oficinas de correos.
- El remitente escribe una carta con la dirección completa de la persona a la que quiere enviarla.
- Luego la mete en un sobre blanco, sólo dirigido a la oficina de correos local.
- La oficina de correos abre el sobre para mirar la dirección completa en la parte superior de la carta y ver a dónde va. A continuación, vuelve a introducir la carta en un nuevo sobre rojo dirigido a la siguiente oficina de correos.
- Esto puede repetirse en varias oficinas de correos.
- Cuando la carta llega a una oficina de correos que reconoce la dirección completa como local, introduce la carta en un sobre blanco con la dirección de la casa de destino y la calle.
En cada etapa, el sobre está en la envoltura correcta para esa sección del viaje y sólo tiene las direcciones locales para conseguir que a través de esa sección o enlace.
Nótese que a diferencia de lo que parece aquí, las oficinas de correos no llegan a leer el contenido de nuestra carta – más sobre esto más adelante en el curso.
La capa de enlace de datos
¿Cómo se conecta esto a las redes del mundo real? ¿Cómo transportamos los datos a través de un enlace?
- Los datos a transportar provienen de la capa de red del emisor. Esta es la parte del sistema operativo de red de un dispositivo que se ocupa de las comunicaciones externas – aprenderá más sobre ella la próxima semana.
- Los datos deben ser encapsulados en una trama, convertidos en la señal eléctrica, inalámbrica u óptica apropiada para el tipo de medio de transmisión, y finalmente transmitidos a través del medio.
- Cuando se reciben los datos, este proceso se invierte: la señal se descodifica y los datos se descapsulan de la trama y se pasan a la capa de red de los receptores.
Nos referimos al conjunto de procesos anteriores como parte de la capa de enlace de datos. Se trata de una combinación de software y hardware integrada en la tarjeta de interfaz de red (NIC) o adaptador de red. Un ordenador moderno suele tener tres capas de enlace de datos separadas para Ethernet, inalámbrica y Bluetooth, y cambia en la capa apropiada según sea necesario.
En la parte del sistema operativo de un dispositivo que se ocupa de la creación de redes, la capa de enlace de datos se sitúa entre la capa de red y los conectores físicos que conectan el dispositivo a los medios de transmisión.
La capa de enlace de datos en acción
Puede estar imaginando que la capa de enlace de datos de un dispositivo se comunica directamente con la capa de enlace de datos de otro dispositivo. Sin embargo, la conexión es a través del medio físico.
- La capa de red de un dispositivo quiere enviar algunos datos a la capa de red de otro dispositivo, a través de algún tipo de conexión.
- En el dispositivo emisor, la capa de red pasa los datos a la capa de enlace de datos apropiada. Esta capa encapsula los datos para crear una trama, y pasa la trama al medio.
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La parte final de la capa de enlace de datos convierte los bits de las tramas en las señales eléctricas, inalámbricas u ópticas que se envían a lo largo del medio de enlace.
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Cuando se recibe la trama, la capa de enlace de datos del dispositivo receptor descapsula los datos de la trama y los pasa a la capa de red del receptor.
Decíamos que la capa de enlace de datos está proporcionando un servicio a la capa de red transportando sus datos en tramas a través del enlace.
El modelo TCP/IP
Ahora podemos empezar a construir nuestro modelo de capas de abajo hacia arriba.
Puede ver que la capa de enlace de datos es sólo la primera, o la inferior, de un modelo de capas llamado modelo TCP/IP. TCP significa Protocolo de Control de Transmisión, e IP significa Protocolo de Internet. Ambos son protocolos de telecomunicaciones fundamentales
El modelo TCP/IP permite desarrollar nuevas tecnologías de enlace e integrarlas en nuestras redes sin tener que desechar todo y empezar de nuevo. Lo único que tendríamos que hacer es utilizar NICs actualizadas en nuestros dispositivos. (Como las NIC suelen estar integradas, acabamos cambiando los dispositivos de todos modos.)
Gracias a este modelo, no tuvimos que apagar Internet y construir uno nuevo cuando salieron nuevos estándares inalámbricos o 3G/4G.
Preguntas
- En el modelo TCP/IP por capas, ¿qué ocurre cuando la capa de enlace de datos receptora comprueba la secuencia de comprobación de tramas (FCS) y se da cuenta de que se ha producido un error?
- La capa de enlace de datos para Ethernet utiliza direcciones MAC al construir una trama. ¿Necesitamos direcciones en todos los tipos de tramas?