Arquitectura de protocolos LAN
A finales de los años setenta, la ISO (Organización Internacional para la Estandarización, creada en el año 1980) fue definiendo la Arquitectura de redes OSI (en inglés, Open System Intercorwection), que es el modelo de red descriptivo, con el fin de promover la creación de una serie de estándares que especificaran un conjunto de protocolos independientes de cualquier fabricante.
Pretendía establecer las normas y los estándares para que el software y los dispositivos de diferentes fabricantes pudieran funcionar conjuntamente, además de intentar facilitar las comunicaciones entre distintos sistemas, pretendiendo evitar la supremacía de alguno de los fabricantes de la época.
Desde sus inicios, las redes, fueron diseñadas teniendo en cuenta solo el hardware de sus comunicaciones; al no tener éxito en un futuro inmediato, la estrategia cambió, pasando en la actualidad a un software de red estructurado.
Para poder reducir la complejidad del diseño, estas se organizaron en capas, cada una situada de forma secuencial sobre la otra.
Una capa de nivel N de un ordenador mantiene comunicación con otra capa de nivel N de otra máquina. Estas reglas que se usan se denominan protocolos.
Las capas inferiores proveen servicios de transporte de las capas superiores, tratan problemas como errores del sistema o localización de rutas óptimas.
Las capas superiores tiene la misión de prestar servicios al usuario, confiando en los servicios de sus niveles anteriores.
Como se puede apreciar en la figura anterior, la Información no se transfiere directamente de una capa a otra, sino que la Información pasa de una a la otra inmediatamente inferior, siendo esta transferencia de forma secuencial, hasta llegar a la última.
La diferencia existente entre LAN, MAN y WAN en el modelo OSI se encuentra en las tres capas inferiores que son la capa física, la de control de acceso al medio y la de control de enlace lógico.
De las siete capas, se va a tratar a continuación el nivel más bajo, lo cual se encarga del medio de transmisión.
Nivel Físico
Esta capa es la más baja de la pila OSI, siendo la más próxima al hardware. Es la que se encarga de definir las características físicas del medio de transmisión. Su función es proporcionar al nivel de enlace un acceso al sistema de transmisión que sea independiente de los detalles técnicos y funcionalidades.
En su diseño intervienen cuatro aspectos que son estos:
- El mecánico. Este se encarga de las características de los conectores, el cableado, la numeración de los pines, etc.
- El eléctrico/óptico. Indica cómo se representan los bytes, persistencia de los pulsos, su voltaje, el tipo de señal, su velocidad y naturaleza del medio.
- Funciones de los circuitos de una interfaz, como la codificación, la modulación, etc.
- La sucesión de los acontecimientos en el intercambio de Información.
Ejemplo! La norma EIA RS-232-C, utilizada en puertos serie, es un Protocolo de la capa física. En cuanto a redes, el nivel físico se incluye en el subnivel MAC (siglas de médium Access control) como la IEEE 802.X.
Nivel de enlace
Uno de sus principales objetivos es ofrecer a la capa inmediatamente superior su nivel de red, una transmisión a través de un medio físico.
Nota! Los protocolos más representativos de la subcapa MAC, IEEE 802.3 (también conocido como Ethernet), 802.4 (Token Bus), 802.5 (Token Ring) y ANSI X3T9.5/ISO 9314 (FDDI). El Protocolo de la subcapa LLC para todas las redes locales de difusión es IEEI 802.2.
Entre sus funcionalidades destacan las siguientes:
- Sincronismos a nivel de tramas, estableciendo los delimitadores de oliven y destino para su detección en la recepción.
- Control de flujo para el ritmo de la transmisión de datos entre sus interlocutores, para evitar la congestión del Nodo receptor.
- Control de errores en la comunicación, para que los datos transmitidos se correspondan con los del receptor.
- Direccionamiento para el destino, debiendo este estar perfectamente identificado, en caso de existir más de uno.
- En la gestión del enlace en el inicio y finalización de la comunicación, introduciendo tanto la activación y desactivación del enlace.
- El control de acceso al medio en redes de difusión, se trata del acceso de todos los dispositivos que comparten un medio físico único. Cuando más de uno inicia una transmisión a la vez, se generan conflictos, denominados colisiones, siendo necesario un control en redes Broadcast.
Dentro del control de acceso al medio se encuentran las siguientes subcapas:
- Subcapa inferior MAC, que se ocupa de resolver los problemas de acceso medio, agregar la dirección MAC del Nodo fuente y del Nodo destino en cada trama, efectuar la detección y si es posible la corrección de errores, y descartar tramas duplicadas.
Nota! las siglas MAC corresponden a Media Access Control estándar IEEE 802.
- Subcapa superior LLC, que cumple la función equivalente a la de la capa de enlace en las líneas punto a punto, siendo responsable de identificación de la forma lógica de los distintos protocolos y de su encapsulación.
Nota! las siglas LLC corresponden a Logical Link Control. Define la forma en que los datos son transferidos sobre el medio físico.
Subnivel MAC (Médium Access Control)
Uno de los problemas más graves a resolver en un sistema de comunicaciones es el acceso a un único medio de varios dispositivos que quieran transmitir Información a la vez.
Sin un método de organización, resultaría prácticamente imposible realizar la comunicación.
Una analogía al caso planteado podría ser el que varios vehículos quisieran acceder a la vez a una carretera, siendo la carretera el medio, si esto se realiza se originaría un caos, produciéndose “colisiones” entre los coches. Para evitar el problema se podría establecer un paso por turnos (estrategia de división por tiempo); circular por la carretera a varias velocidades (división por frecuencias); establecer sentido (dirección) de la marcha (división espacial); o establecer una codificación con las luces de los turismos (división por código, al igual que en CDMA), solo aquellos conductores que conozcan el código pueden entenderse.
Por eso se estableció la subcapa MAC, que se sitúa en la parte inferior de la capa de enlace (capa 2 del modelo OSI), siendo algunas de sus funciones las siguientes:
- Control de acceso al medio físico de los dispositivos conectados.
- Introducir la dirección MAC del dispositivo de origen y destino en la trama a transmitir.
- Introducir bits de bandera (flags) para que el receptor identifique el inicio y final de cada trama.
- Detectar errores y, si es posible, corregirlos durante la transmisión.
- Eliminar transmisiones duplicadas o con errores.
Subnivel LLC (Logical Link Control)
Esta subcapa de enlace lógico se fundamenta en la independencia de la capa de enlace de datos de las posibles tecnologías existentes y futuras. Esta proporcionada versatilidad en los servicios de la capa de red que está por encima, comunicándose de forma efectiva con las que se encuentran por debajo.
Esta subcapa es la más alta de las dos existentes en el enlace de datos por el IEEE, siendo la subsidiaria del control de enlace lógico.
Esta subcapa es la responsable del manejo del control de:
- Control de errores
- Control de flujo
- Entramado
- Control de diálogo
- Dimencionamiento de la subcapa MAC
El Protocolo LLC transporta los datos del Protocolo, el paquete IP y agrega la Información de control necesaria para la entrega del paquete a su destinatario. Después el envío IP, es reempaquetado hacia la subcapa MAC para que la específica le añada datos y los encapsule.
